GIS for Tunis Municipality

REPUPLIQUE TUNISIENNE
Ministère de l'enseignement supérieur de la recherche scientifique
et de la technologie
L’École Supérieure de l’Aéronautique et des Technologies
PROJET DE FIN D’ETUDES
Pour l’Obtention du Diplôme National d'Ingénieur en Géomatique et Topographie
Intitulé :
Mise en Place d’un Systéme d’Information
Géographique pour la commune de Tunis
Société d’accueil : TOPO MAPPING
Réaliser par :
Firas Mejri
Encadré par :
Mr, Mohamed Ali Elyahmadi
ING, Géomètre Expert et Enseignant à l’ESAT University
Année Universitaire
2020/2021

ABSTRACT
Geographic information systems are economic resources and decision-making tools
for planning, developing and managing communal urban projects and resources.
The objective of this project was to set up a system of geographical information within
the territory of four districts of the municipality of Tunis, based on the processing of aerial
photographs of 2016 and the filling in a geographical database from various data sources,
including field data collection.
In addition, the database generates the acquisition and processing of data
during the acquisition and processing stages, allowing us to carry out a precise and
rich geographic information system that provides the municipality with a modern
management tool, organization and development of their work, to ensure the
updating of this system we have created a mobile form that ensures the system
update in a clear and fair way. Finally, we created a Web Geoportal that provides
citizens of the municipality of Tunis with a tool to consult and inspect the state of the
elements constituting the community environment, it guarantees good communication
and interaction between the municipality and its inhabitants.
Keywords : GIS, Photogrammetry, DTM, DSM, Orthophoto, Geographical
Data Base, Geoportal.
RESUME
Les systèmes d’informations géographiques sont des ressources économiques et des
outils d’aide à la décision dans la planification, le développement et la gestion des projets
et des ressources urbaines communales.
Ce présent projet avait l’objectif de mettre en place un système d’informations
géographiques au sein de territoire de quatre arrondissements de la commune de la municipalité
de Tunis en s’appuyant sur un traitement des photos aériennes de l’années 2016 et la conception
et le remplissage d’une base de données géographique à partir des différentes sources des
données parmi lesquelles la collecte des données de terrain.
D’autre par la base de données générer pendant les étapes d’acquisitions et traitement de
données nous permet de procéder un système d’information géographique précis et riche des
informations qui mettre à disposition de la commune un outil moderne de gestion,
d’organisation et de développement de leur travail, ainsi pour garantir la réactualisation de ce
système nous avons créé un formulaire mobile qui assure à la mise à jour de système d’une
manière claire et juste. Finalement nous avons réalisé une Géoportail web qui fournit pour les
citoyens de la municipalité de Tunis un outil de consultation et d’inspection de l’état des
éléments constituant de l’environnement communautaire, celui garanti la bonne la bonne
communication et l’interaction entre la commune et ses habitants.
Mots clés : SIG, Photogrammétrie, MNT, MNS, Orthophoto, Base de données
géographique, Géoportail.

Dédicace
Au nom d'Allah, le Tout Miséricordieux, le Très
Miséricordieux.
Louange à Allah, Seigneur de l'univers, de m'avoir donné la capacité d'écrire et de
réfléchir, la force d'y croire, de m’inspirer les bons chemins et la patience d'aller
jusqu'au bout du rêve.
A l’homme, mon précieux offre du dieu, qui doit ma vie, ma réussite et tout mon
respect : mon cher père Mouhamed Naceur Mejri.
A la femme qui a souffert sans me laisser souffrir, qui n’a jamais dit non âmes
exigences et qui n’a épargné aucun effort pour me rendre heureuse : mon adorable mère
Najet Mejri.
A mon cher frère Fedi n’a pas cessé de me conseiller, encourager et soutenir tout
au long de mes études. Que Dieu le protège et leurs offre la chance et le bonheur.
A mon adorable petite sœur Yasmine qui sait toujours comment procurer la joie et
le bonheur pour toute la famille.
A mes grands-mères, mes oncles et mes tantes. Que Dieu leur donne une longue et
joyeuse vie.
A tous les cousins, les voisins et les amis que j’ai connu jusqu’à maintenant.
Merci pour leurs amours et leurs encouragements.
Firas Mejri

Remerciement
Avant tout développement sur cette expérience professionnelle, il
apparaît opportun de commencer ce rapport par des remerciements, à
ceux qui m’ont beaucoup appris au cours de ce travail, et même à ceux
qui ont eu la gentillesse de faire de ce projet un moment très
profitable.
Nous tenons à remercier de façon particulière Monsieur Mohamed
Ali Elyahmadi notre encadrant. Nous le remercions de nous avoir
encadrés, orientés, aidés et conseillés. Nous voudrions également le
témoigner nos gratitudes pour sa patience et son soutien qui nous a été
précieux afin de mener notre travail à bon port. Pour sa disponibilité
tout au long de la réalisation de ce projet, ainsi pour l’inspiration, l’aide
et le temps qu’ils ont bien voulu nos consacrer et sans qui ce rapport
n’aurait jamais vu le jour.
Nous souhaitons adresser nos remerciements les plus sincères pour
toute l’équipe de TOPO MAPPING Mlle Maissa Jaouadi, Mlle Asma
Ayed, Mme Douha Haboubi, Mlle Feriyel Arfaoui, Mr Mooatez
Hassnaoui et Mme Yosra Gassem qui ont eu l’amabilité de répondre à
nos questions et de fournir les explications et les données nécessaires et
pour leur orientation et accueil sympathique lors de nos jours au sien de
l’entreprise.
Nous tenons à exprimer nos sincères remerciements aux enseignants
et le cadre pédagogique de l’ESAT University pour la richesse et la
qualité de leur enseignement et qui déploient de grands efforts pour
assurer à leurs étudiants une formation actualisée et qui par leurs
compétences m’ont soutenu dans la poursuite de nos études en
Géomatique et Topographie
Finalement nous tenons également à présenter nos remerciements
aux membres du jury qui m’a fait l’honneur d’avoir accepté d’évaluer
ce modeste travail.
Firas Mejri

Table des Matières
Introduction Générale................................................................................................................ 1
Chapitre I : Cadre Générale de Projet ....................................................................................... 2
1. Introduction ........................................................................................................................ 3
2. Organisme d’accueil........................................................................................................... 3
2.1. Fiche signalétique de l’entreprise................................................................................ 3
2.2. Domaines d’activité de l’organisme d’accueil ............................................................ 3
3. Cadre géographique de la zone d’étude ............................................................................. 4
4. Problématique..................................................................................................................... 5
5. Objectifs ............................................................................................................................. 5
6. Conclusion.......................................................................................................................... 6
Chapitre II : Synthèse bibliographique....................................................................................... 7
1. Introduction ........................................................................................................................ 8
2. La géomatique.................................................................................................................... 8
2.1. Définition..................................................................................................................... 8
2.2. Application de la géomatique...................................................................................... 8
2.3. Histoire de la géomatique............................................................................................ 8
3. Les bases de données géographiques ................................................................................. 9
3.1. La base de données...................................................................................................... 9
3.2. La base de données spatiales ....................................................................................... 9
3.3. La base de données cartographique............................................................................. 9
3.4. La base de données topographique.............................................................................. 9
4. La GéodataBase................................................................................................................ 10
4.1. Les composants de la GéodataBase........................................................................... 11
4.2. Les types de données géographiques permettent d’étendre les GéodataBase ........... 11
4.3. Les types de Géodatabase.......................................................................................... 12
5. Systéme d’information géographique .............................................................................. 13
5.1. Les composants d’un SIG.......................................................................................... 13
5.1.1. Matériel .............................................................................................................. 13
5.1.2. Logiciels............................................................................................................. 13
5.1.3. Données.............................................................................................................. 14
5.1.4. Utilisateurs ......................................................................................................... 14
5.1.5. Méthodes ............................................................................................................ 14
5.2. Fonctionnement d’un SIG ......................................................................................... 14

5.2.1. Références géographiques.................................................................................. 14
5.2.2. Modèles de données géographiques................................................................... 15
5.3. Les principales fonctions d’un SIG ........................................................................... 16
6. La photogrammétrie ......................................................................................................... 17
6.1. Définition................................................................................................................... 17
6.2. Historique de la photogrammétrie ............................................................................. 17
6.3. Les types de la photogrammétrie............................................................................... 17
6.4. Les principes de base de la photogrammétrie............................................................ 18
6.5. Principe de vision binoculaire ................................................................................... 19
6.6. La mesure photogrammétrique.................................................................................. 19
6.7. Les types d’équipements photographiques................................................................ 20
6.8. La photo aérienne ...................................................................................................... 20
6.8.1. Définition de l’image numérique ....................................................................... 21
6.9. Processus d’un projet de photogrammétrie ............................................................... 21
6.9.1. Préparation de mission de vol ............................................................................ 21
6.9.2. Principe de prise de vue aérienne....................................................................... 22
6.9.3. Epoque de mission de vol................................................................................... 22
6.9.4. Le recouvrement................................................................................................. 22
6.9.5. Les points d’appuis............................................................................................. 23
6.9.6. L’aérotriangulation............................................................................................. 23
6.9.7. La restitution photogrammétrique...................................................................... 24
6.9.8. L’orthophoto....................................................................................................... 24
7. Photogrammétrie et SIG................................................................................................... 25
8. Conclusion........................................................................................................................ 25
Chapitre III : Méthodologie de travail...................................................................................... 26
1. Introduction ...................................................................................................................... 27
2. Plan de travail................................................................................................................... 27
3. Description de plan de travail........................................................................................... 28
3.1. Analyse des besoins................................................................................................... 28
3.2. Etablissement de dictionnaire de données................................................................. 28
3.3. Conception de base de données spatiale.................................................................... 28
3.4. Stéréopréparation....................................................................................................... 28
3.5. Calcul Aérotriangulation ........................................................................................... 28
3.6. Mise en place de projet de restitution........................................................................ 29
3.7. Stéréorestitution......................................................................................................... 29

3.8. Intégration de données............................................................................................... 29
3.9. Edition de MNS et Génération de MNT.................................................................... 29
3.10. L’orthorectification des images ............................................................................. 29
3.11. Mosaiquage des images ......................................................................................... 29
3.12. Correction radiométrique des images .................................................................... 29
3.14. Mise en place d’un SIG communal........................................................................ 30
3.15. Mise en place d’un Géoportail............................................................................... 30
3.16. Création d’un outil de collecte de données ............................................................ 30
4. Conclusion........................................................................................................................ 30
Chapitre IV : Analyse des besoins et conception de base de données spatiale........................ 31
1. Introduction ...................................................................................................................... 32
2. Analyse des besoins ......................................................................................................... 32
2.1. Les acteurs à intégrer................................................................................................. 32
2.2. Les potentiels de la mise en œuvre d’un SIG ............................................................ 32
2.2.1. Potentiels Techniques......................................................................................... 32
2.2.2. Les ressources humaines .................................................................................... 32
2.2.3. Potentiels structurels .......................................................................................... 33
2.3. Potentiels des données thématiques disponible......................................................... 33
2.4. Les domaines d’applications de SIG ......................................................................... 34
2.4.1. Urbanisme .......................................................................................................... 34
2.4.2. Eclairage public.................................................................................................. 34
2.4.3. Voirie.................................................................................................................. 34
2.4.4. Référentiel .......................................................................................................... 35
2.4.5. Les Espaces verts ............................................................................................... 35
2.4.6. Circulation.......................................................................................................... 35
3. Modélisation de dictionnaire de données......................................................................... 35
3.1. Définition................................................................................................................... 35
3.2. Caractéristiques techniques ....................................................................................... 35
3.2.1. Source des données ............................................................................................ 35
3.2.2. Extension géographique ..................................................................................... 35
3.2.3. Référence géodesique......................................................................................... 36
3.2.4. Gestion des identifiants ...................................................................................... 36
3.2.5. Paramétres de qualité géométrique..................................................................... 36
3.2.5.1. Précision géométrique altimétrique ............................................................ 37
3.2.5.2. Précision géométrique planimétrique ......................................................... 37

3.2.6. Paramétres de qualité sémantique ...................................................................... 37
3.2.6.1. Définition .................................................................................................... 37
3.2.6.2. Confusions .................................................................................................. 38
3.2.6.3. Dénomination des rues................................................................................ 38
3.2.6.4. Valeurs nulles et champs vides................................................................... 38
3.2.7. Exhaustivité........................................................................................................ 39
3.2.7.1. Définition .................................................................................................... 39
3.2.7.2. Exigences d'exhaustivité ............................................................................. 39
3.3. Thème : Urbanisme ................................................................................................... 39
3.3.1. Définition ........................................................................................................... 39
3.3.2. Tableau des entités ............................................................................................. 39
3.3.3. Classe : point d’intérêt........................................................................................ 40
3.3.4. Classe : clôtures.................................................................................................. 41
3.3.5. Classe : Airs désignées....................................................................................... 42
3.3.6. Classe : Lotissement........................................................................................... 42
3.3.7. Classe : Parcelle ................................................................................................. 43
3.3.8. Classe : Elément bâti.......................................................................................... 45
3.3.9. Classe : Plan d’Aménagement Urbain ............................................................... 46
3.3.10. Classe : Plan d’Aménagement de Détail ........................................................ 47
4. Conception de base de données spatiale .......................................................................... 48
4.1. Représentation de la base données géographique de commune de Tunis ................. 48
4.2. Les outils informatiques de conception utilisés......................................................... 48
4.2.1. UML................................................................................................................... 48
4.2.2. Entreprise Architect............................................................................................ 48
4.2.3. ArcGIS : applications et base de données géographiques.................................. 49
4.2.4. MDG Technology ArcGIS : intégration dans Enterprise Architect................... 49
4.3. Les étapes de conception de base de données spatial................................................ 50
4.3.1. Création de la base de données sous ArcCatalog............................................... 50
4.3.2. Conception de modèle de base de données ........................................................ 50
4.3.2.1. Définition de thème..................................................................................... 50
4.3.2.2. Définition des classes d’entités................................................................... 50
4.3.2.3. Définition des attributs................................................................................ 50
4.3.3. Modélisation des domaines ................................................................................ 52
4.3.4. Spécification de référence spatial de base de données....................................... 53
4.3.5. Mise en place et description des relations spatiales ........................................... 53

4.3.6. Définition des cardinalités des relations............................................................. 53
4.3.7. Mise en place des métadonnées des entités........................................................ 54
4.3.8. Validation de modèle ......................................................................................... 54
4.3.9. Implémentation de modèle de base de données ................................................. 56
5. Conclusion........................................................................................................................ 56
Chapitre V : Acquisition et traitement des données................................................................. 57
1. Introduction ...................................................................................................................... 58
2. Traitement photogrammétriques ...................................................................................... 58
2.1. Méthodologie de production...................................................................................... 58
2.2. Outils informatiques utilisés...................................................................................... 59
2.2.1. LPS ERDAS Imagine......................................................................................... 59
2.2.2. ORIMA............................................................................................................... 59
2.2.3. Bentley Map ....................................................................................................... 59
2.2.4. DTMaster Application........................................................................................ 59
2.3. Présentation de mission de prise de vue .................................................................... 60
2.4. La stéréopréparation .................................................................................................. 61
2.4.1. Choix des points d’appuis .................................................................................. 61
2.4.2. Relevé topographique des points sur le terrain .................................................. 62
2.5. L’aérotriangulation .................................................................................................... 63
2.5.1. Présentation de calcul d’aérotriangulation ......................................................... 63
2.5.2. L’orientation interne........................................................................................... 64
2.5.3. L’orientation externe.......................................................................................... 65
2.5.3.1. L’orientation relative................................................................................... 65
2.5.3.2. L’orientation absolue .................................................................................. 66
2.6. Calcul et résultats d’aérotriangulation ................................................................... 66
2.6. Mise en place de projet de restitution........................................................................ 69
2.7. Stéréorestitution photogrammétriques des données .................................................. 69
2.7.1. Présentation de restitution photogrammétriques ................................................ 69
2.7.2. Outil de restitution : Stéréoploteur numérique................................................... 70
2.7.3. Méthodologie de restitution ............................................................................... 70
2.7.4. Contrôle de restitution........................................................................................ 71
3. Génération de modèle numérique de Terrain................................................................... 72
3.1. Définition de MNT .................................................................................................... 72
3.2. Distinction de MNT et MNS ..................................................................................... 72
3.3. Génération du Modèle Numérique de Surface (MNS).............................................. 72

3.4. Génération de modèle numérique de terrain.............................................................. 73
3.5. Contrôle de création de MNT.................................................................................... 74
4. Intégration des données.................................................................................................... 75
4.1. Conversion de format de fichier de restitution .......................................................... 75
4.2. Intégrations des données sous la BDG de commune de Tunis.................................. 76
5. Saisie des attributs de la base de données ........................................................................ 77
5.1
. Saisie des attributs à partir des documents de commune........................................... 77
5.2. Collecte des données de terrain ................................................................................. 77
5.3. Contrôle de la base des données spatiale par les règles topologiques....................... 78
5.3.1. Présentation des règles topologiques.................................................................. 78
5.3.2. Application des règles ........................................................................................ 78
6. Création d’orthophoto ..................................................................................................... 80
6.1. Orthorectification....................................................................................................... 81
6.2. Le Mosaïquage .......................................................................................................... 81
6.3. Correction géométrique ............................................................................................. 82
6.4. Correction radiométrique........................................................................................... 83
7. Conclusion........................................................................................................................ 85
Chapitre VI : Mise en place de SIG et réalisation des solutions Mobile et Web ................... 86
1. Introduction ...................................................................................................................... 87
2. Mise en place d’une application SIG pour la commune de Tunis.................................... 87
2.1. Description................................................................................................................. 87
2.2. L’apport de SIG au sien de la commune ................................................................... 88
3. Réalisation d’un formulaire mobile de collecte des données........................................... 89
3.1. Contexte..................................................................................................................... 89
3.2. Outil de création de formulaire.................................................................................. 89
3.3. Process de création de formulaire.............................................................................. 90
3.3.1. La structuration glisser/déposer ......................................................................... 90
3.3.2. Choix des outils d’édition .................................................................................. 91
3.3.2.1. Outils d’édition : Photo............................................................................... 92
3.3.2.2. Outils d’édition : liste des valeurs............................................................... 92
3.3.2.3. Outils d’édition : Boite à coucher ............................................................... 93
3.4. Résultat ...................................................................................................................... 93
4. Conception d’un Géoportail............................................................................................. 94
4.1. Présentation d’un SIG Web ....................................................................................... 94
4.2. Architecture d’un WebMapping................................................................................ 94

4.3. Outils informatiques .................................................................................................. 94
4.3.1. PostGIS............................................................................................................... 94
4.3.2. Geoserver ........................................................................................................... 95
4.3.3. WampServer....................................................................................................... 95
4.3.4. OpenLayers ........................................................................................................ 95
4.4. Méthodologie de travail............................................................................................. 95
4.4.1. Importation des données dans PostGIS.............................................................. 96
4.4.2. Publication des données avec un serveur Cartographique ................................. 97
4.4.3. Connection au serveur Web et développent de l’interface................................. 98
4.5. Géoportail de la municipalité de Tunis...................................................................... 99
5. Conclusion...................................................................................................................... 100
Conclusion Générale.............................................................................................................. 101
Bibliographie.......................................................................................................................... 102
Annexes.................................................................................................................................. 105

Liste des Figures
Figure 1:TOPO MAPPING........................................................................................................ 3
Figure 2:Carte de situation géographique de la zone d'étude..................................................... 4
Figure 3: Structure complète d’une Géodatabase avec ses différentes composantes............... 10
Figure 4:Les types des données géographiques dans les Géodatabases................................... 12
Figure 5:Types des GéodataBases............................................................................................ 13
Figure 6:Les composants d'un SIG........................................................................................... 14
Figure 7:Les modèles géographiques d'un SIG........................................................................ 15
Figure 8:Les principales fonctions d'un SIG............................................................................ 16
Figure 9:Photographie aérienne ............................................................................................... 17
Figure 10 : Paramétres principales de la photogrammétrie aérienne ....................................... 18
Figure 11:Principe de vision binoculaire ................................................................................. 19
Figure 12:Parallax horizontale sur un couple de clichés.......................................................... 20
Figure 13:Modèle de photo aérienne........................................................................................ 21
Figure 14:Paramétres de prise de vol ....................................................................................... 22
Figure 15:les phases de l'aérotriangulation .............................................................................. 23
Figure 16 : Diagramme de méthodologie de travail de projet.................................................. 27
Figure 17 : Entreprise Architect............................................................................................... 48
Figure 18: Représentation des différents éléments du schéma spatial sous entreprise Architect
.................................................................................................................................................. 49
Figure 19 : Modèle de Base de thème Urbanisme.................................................................... 51
Figure 20 : Domaines créées pour le thème Urbanisme........................................................... 52
Figure 21 : Références spatiales de BDS ................................................................................. 53
Figure 22 : Validation de modèle............................................................................................. 54
Figure 23 : Diagramme de classes Thème Urbanisme............................................................. 55
Figure 24 : Extrait de fichier XML généré de Modèle............................................................. 56
Figure 25 : Implémentation de modèle sous ArcCatalog......................................................... 56
Figure 26 : Organigramme des étapes de traitement photogrammétrique ............................... 58
Figure 27 : ERDAS Imagine .................................................................................................... 59
Figure 28 : ORIMA.................................................................................................................. 59
Figure 29 : Bentley Map........................................................................................................... 59
Figure 30 : DTMaster Application........................................................................................... 59
Figure 31 : Extrait de mission de vol pour la zone d'étude ...................................................... 61
Figure 32 : Croquis de rattachement des points d’appui par DGPS....................................... 62
Figure 33 : Répartition des points d'appui sur la zone d'étude................................................ 63
Figure 34 : diagramme de calcul d'aérotriangulation............................................................... 64
Figure 35 : Orientation interne................................................................................................. 65
Figure 36 : Calcul des points de liaison entre les photos ......................................................... 65
Figure 37 : Orientation absolue................................................................................................ 66
Figure 38 : Calcul d'aérotriangulation sous ORIMA ............................................................... 67
Figure 39 : Extrait de résultat de connexion entre les points de terrain et les centre de photos
des images ................................................................................................................................ 67
Figure 40 : Connexion entres les images et points de terrain................................................... 68
Figure 41: Répartition des images suivant le bloc d'aérotriangulation .................................... 69
Figure 42 : stéréoploteur numérique ........................................................................................ 70

Figure 43 : Exemple d'une vue 3D de stéréorestitution ........................................................... 71
Figure 44 : Exemple d'une vue 2D de stéréorestitution ........................................................... 71
Figure 45 : Représentation d'un extrait restitué de la zone d’étude sous bently Map.............. 71
Figure 46 : Distinction de MNT et MNS ................................................................................. 72
Figure 47 : Extrait des points altimétriques de MNS générés.................................................. 73
Figure 48 : Extrait des courbes de niveaux de MNS................................................................ 74
Figure 49 : Extrait des courbes de niveaux de MNT générées d'après le MNS....................... 74
Figure 50 : Conversion de fichier dgn vers une géodatabase................................................... 75
Figure 51 : Résultat de conversion vers la GéodataBase ......................................................... 76
Figure 52 : Exemple de sélection par attributs......................................................................... 76
Figure 53 : Intégration de données sous la BDG de commune de Tunis................................. 77
Figure 54 : PAU de la commune de Tunis............................................................................... 77
Figure 55 : application de collecte de données......................................................................... 78
Figure 56 : Création d'une topologie pour le thème urbanisme ............................................... 79
Figure 57 : choix des entités..................................................................................................... 79
Figure 58 : Règle topologique.................................................................................................. 79
Figure 59 : Correction topologique des entités sur la carte...................................................... 80
Figure 60 : processus de la création d'une orthophoto ............................................................ 81
Figure 61: Paramètres de la création de mosaïquage ............................................................... 82
Figure 62 : exemple de résultat de mosaïquage ....................................................................... 82
Figure 63 : Exemple de correction géométrique ...................................................................... 83
Figure 64 : Exemples des problèmes radiométriques............................................................... 84
Figure 65 : Résultat de correction radiométrique..................................................................... 84
Figure 66 : Plugin de connexion à la base de données et l'accès à les outils de gestion des
services de la commune de Tunis............................................................................................. 87
Figure 67 : Diagramme cas d'utilisation de gestion et génération de SIG de Commune de
Tunis......................................................................................................................................... 88
Figure 68 : Tableau de bord pour la consultation et la gestion des intérêts de service
d'éclairage public...................................................................................................................... 89
Figure 69 : QField .................................................................................................................... 90
Figure 70 : Choix de structuration glisser/déposer................................................................... 91
Figure 71 : Insérer les définis pour la collecte dans la structure de formulaire ....................... 91
Figure 72 : Choix d'outils d’édition : Photo (40)
........................................................................ 92
Figure 73 : Choix d'outils d’édition : Liste des valeurs (40)
...................................................... 92
Figure 74 : Choix d'outils d’édition : Boite à coucher (40)
........................................................ 93
Figure 75 : Projet de collecte de données sur une appareil Android mobile............................ 93
Figure 76 : Architecture d'un WebMapping............................................................................. 94
Figure 77 : PostGIS.................................................................................................................. 94
Figure 78 : Geoserver............................................................................................................... 95
Figure 79 : WampServer .......................................................................................................... 95
Figure 80 : Diagramme d'activité de méthodologie de mise en place de Géoportail............... 96
Figure 81 : Importation des données dans PostGIS ................................................................. 96
Figure 82 : Définition d'espace de travail................................................................................. 97
Figure 83 : Génération de l'entrepôt......................................................................................... 97
Figure 84 : Exemple de Publication de couche bâtiment ......................................................... 98
Figure 85 : Prévisualisation des couches Bâtiments et Voiries sous Geo Explorer................. 98
Figure 86 : Principe des échanges entre un ordinateur client et un serveur ............................. 99

Figure 87 : Géoportail de la commune de Tunis.................................................................... 100

Liste des tableaux
Tableau 1:Les composants géographiques de la zone d'étude ................................................... 5
Tableau 2:les éléments d'une GéodataBase vecteur (9)
............................................................. 11
Tableau 3: Les phases d’évolution de la photogrammétrie (23)
................................................. 17
Tableau 4 : Les types de la photogrammétrie .......................................................................... 18
Tableau 5:Méthodes de restitution ........................................................................................... 24
Tableau 6:Référence géodesique de la base de données .......................................................... 36
Tableau 7: Précision géométrique altimétrique des sources de données.................................. 37
Tableau 8: Précision géométrique des sources des données .................................................... 37
Tableau 9: Taux d'accord de dénomination des rues des arrondissement................................ 38
Tableau 10: paramètres des valeurs nulles et vides.................................................................. 38
Tableau 11: Entités de thème urbanisme.................................................................................. 39
Tableau 12 : Description entité point d'inter ............................................................................ 40
Tableau 13: Description d'entité clôture................................................................................... 41
Tableau 14: Description d'entité Airs désignées ...................................................................... 42
Tableau 15:Description d'entité lotissement ............................................................................ 43
Tableau 16 : Description d'entité parcelle................................................................................ 44
Tableau 17 : Description d'entité élément bâti......................................................................... 45
Tableau 18 : Description d4entité PAU ................................................................................... 46
Tableau 19 : Description d'entité PAD..................................................................................... 47
Tableau 20 : Paramétres de mission de vol de projet............................................................... 60
Tableau 21 : Exemple d'un croquis de repérage de point d'appui ............................................ 62
Tableau 22 : Précision global fini de calcul de l'aérotriangulation .......................................... 68
Tableau 23 : Extrait de Bibliothèque de restitution.................................................................. 69
Tableau 24 : Exemple d'une vue stéréoscopique d'un extrait de restitution de la zone d'étude
.................................................................................................................................................. 71

Liste des abréviations
2D Deux Dimensions
3D Trois Dimensions
BD Base de Données
BDG Base de Données Géographique
BDMU Base de Données Municipale
BDS Base de Données Spatiale
CAD Computer Aided Design
CNCT Centre National de Cartographie et Télédétection
CSS Cascading Style Sheets
CSV Comma separated values
GPS Global Position System
HTML HyperText Markup Language
JS Java Script
LOTI Lotissement
MNE Modèle Numérique d'Evaluation
MNS Modèle Numérique de Surface
MNT Modèle Numérique de Terrain
PA Photo Aérienne
PAD Plan d'Aménagement de détail
PAU Plan d'Aménagement Urbain
PHP HyperText Preprocessor
POI Point d'Intérêt
PVA Prise de Vue Aérienne
RGB Red, Green, Bleu
SGBD Systéme de Gestion de Base de Données
SIG Systéme d'Information Géographique
TF Titre Foncier
UML Unified Modeling Language
URB Urbanisme
WFS Web Feature Service
WMS Warehouse Management Systems

Introduction Générale
1
Projet Fin d’Etudes Firas Mejri
Introduction Générale
epuis plusieurs années, les systèmes d'information géographique (SIG) s'imposent
comme des outils performants dans de nombreux domaines, dont la gestion du territoire et du
patrimoine. Ces systèmes paraissaient cependant trop souvent réservés aux grandes structures.
Au début des années 80 les SIG ont entraîné des changements très importants dans l’usage
de la cartographie pour la gestion des territoires. Ils constituent le point de convergence entre
les techniques de l’acquisition de données référencées spatialement aussi bien les méthodes, les
modèles de l’analyse spatiale, la représentation cartographique et les technologies de
l’information.
Une des applications principales de ces systèmes est de permettre une représentation
cartographique des territoires et ceci à travers la conception et la modélisation des bases de
données géographiques municipale urbaine (B.D.M.U.) ou ce que nous appelons les bases de
données spatiales. Ces bases sont définies par Jean Denègre « des outils opérationnels qui
permettent d'organiser et de gérer l'information géographique sous forme numérique. Ce sont
des ensembles structurés de fichiers décrivant les objets ou phénomènes localisés sur la Terre
avec leurs attributs et leurs relations nécessaires à la modélisation de l'espace géographique.
Ces ensembles sont munis d'un système de gestion permettant de les tenir à jour, de les archiver
et de les diffuser. Les bases de données constituent le socle sur lequel s'appuient les systèmes
d'information géographique S.I.G., qui analysent et exploitent les données pour en tirer des
informations utiles à la décision » (1)
.
Dans ce cadre, et depuis quelques années en Tunisie, l’évolution des espaces urbanisés
présente l’une des préoccupations majeures de l’aménagement des communes. Des études
d’ordre stratégique d’évaluation, de planification, d’emploi au niveau communal ont été
confiées à des études. Ces études répondent aux besoins ressentis par tel secteur ou activité.
L’objectif des responsables locaux à travers la constitution d’une Base de Données Municipales
Urbaines B.D.M.U est de doter les communes d’un système moderne et puissant de gestion, de
planification, de programmation et de suivi du territoire communal.
Notre projet fin d’études de cycle d’ingénieur au sien de TOPO MAPPING intitulé «
Réalisation d’un Systéme d’Information Géographique pour la commune de Tunis »
consiste principalement à mettre en place un outil qui aide à la bonne gestion et guider les
décideurs pour le bon choix dans des divers disciplines à travers un aspect géographique au sein
de l’environnement urbain de la municipalité de Tunis capital.
Dans ce rapport, nous mettons l’accent tout d’abord sur le cadre général du projet, la
synthèse bibliographique destiné à ce travail. Ensuite, nous présenterons la phase d’analyse des
besoins effectuée au sein de la commune et la méthodologie de travail adoptée. Après nous
décrirons la procédure d’acquisition, traitement des données et leur intégration dans la base., et
à la fin nous abordons une analyse et une interprétation des résultats obtenus.
D

Cadre générale de projet
2
Chapitre I :
Cadre Générale de
Projet

3
1. Introduction
La compréhension de l’environnement et de la stratégie de travail, dans laquelle se déroule
ce travail, constitue la base du bon déroulement du projet.
Alors, ce premier chapitre est consacré à la présentation du projet, l’organisme d’accueil,
ses problématiques ainsi qu’une aperçue générale sur le projet en présentant une description de
son contexte, ses caractéristiques ainsi que ses objectifs visés.
2. Organisme d’accueil
TOPO MAPPING est une entreprise créée en Novembre 2018 à Sidi Ali ben Oun, Sidi
Bouzid par Mr. Mouhamed Ali Elyahmadi, ingénieur géomètre expert diplômé en Topographie
& Géomatique de l’Ecole Nationale des Sciences Géographiques, agréé en tableau -A- des
géomètres expert en Tunisie sous le numéro 50.
2.1. Fiche signalétique de l’entreprise
▪ Raison sociale : Société TOPO MAPPING ;
▪ Domaine d’activité : Topographie et Géomatique ;
▪ Date de Création : 26 Novembre 2018 ;
▪ Responsable : Mouhamed Ali Elyahmadi ;
▪ Statut de Responsable : Gérant ;
▪ Statut juridique : Société A Responsabilités Limitées ;
▪ Personnels : 3 personnels ;
▪ Siège sociale : N°4 immeubles Ahmed Sidi Ali Ben Oun GP3, Sidi Bouzid9-120 ;
▪ Tutelle : Ministère de l’équipement l’habitat et l’aménagement de territoire ;
▪ E-mail : topomapping@gmail.com ;
▪ Portable : 52020098.
2.2. Domaines d’activité de l’organisme d’accueil
TOPO MAPPING associe les travaux topographiques, l’intervention dans les projets de
génie civil (levés topographiques de grande échelle, implantations, suivi et contrôle.), et les
projets des systèmes d'informations géographiques ….
Figure 1:TOPO MAPPING

4
Les domaines d’activités de la société sont diversifiés, elle réalise :
▪ La photogrammétrie Aérienne ;
▪ Les travaux fonciers et topographiques ;
▪ Le l’aménagement urbain ;
▪ Les copropriétés ;
▪ Les projets S.I.G ;
▪ Les travaux d’ingénieries (maitrise d’œuvre, suivi de chantier,) et des études de VRD.
La clientèle également variée, couvre tant le secteur privé (particuliers, architectes,
notaires, professionnels du BTP, …) que public (les organisations semi public et les
collectivités territoriales).
3. Cadre géographique de la zone d’étude
Tunis est la capitale politique, économique et commerciale de la Tunisie. Elle est située au
fond du golfe de Tunis. Ouvert sur le bassin oriental de la Méditerranée, le site initial est
constitué par un isthme étroit entre la sebkha Essijoumi (marais salants) au sud-ouest et El-
bouheïra (lagune) à l'est. (2)
La métropole de Tunis, dont la superficie a beaucoup augmenté au cours de la seconde
moitié du xxe siècle, s'étend maintenant sur plusieurs gouvernorats : le gouvernorat de Tunis
accueille une minorité de la population de l'agglomération tandis que la banlieue s'étend sur les
gouvernorats de Ben Arous, de l'Ariana et de La Manouba.
La municipalité de Tunis est divisée en quinze arrondissements municipaux : Bab El Bhar,
Bab Souika, Cité El Khadra, Djebel Jelloud, El Kabaria, El Menzah, El Omrane, El Omrane
supérieur, El Ouardia, Ettahrir, Ezzouhour, Hraïria, Médina, Séjoumi et Sidi El Béchir (3)
.
Figure 2:Carte de situation géographique de la zone d'étude

5
Lors de l'indépendance du pays en 1956, Tunis est confirmée dans son rôle de capitale,
d'après la Constitution du 1er juin 1959. Dans un laps de temps très court, les changements se
succèdent et transforment la ville coloniale. Les Européens qui voient leurs conditions de vie
bouleversées se résolvent progressivement au départ. Au fur et à mesure, les Tunisiens les
remplacent et la population de l'agglomération continue de croître. L'opposition entre la ville
arabe et la ville européenne s'atténue progressivement avec l'arabisation de la population.
Sous la pression démographique, la ville s'étend encore avec la création de nouveaux
quartiers qui englobent peu à peu les banlieues les plus proches. Les équipements hérités du
protectorat sont progressivement renouvelés et modernisés et de nouvelles constructions
enrichissent le paysage urbain. Dans le même temps, une politique active d'industrialisation
développe l'économie municipale (3)
.
4. Problématique
L’étude des caractéristiques urbaines de la ville de Tunis et son état ont permis l’acquisition
d’un volume considérable de données (géographiques et alphanumériques) hétérogènes, multi-
sources, multi-échelles et multi-systèmes de projection, dont la gestion, l’actualisation et la
prise de décision en matière de tâches sont assez complexe et difficiles.
De ce fait, le recours aux systèmes S.I.G. paraît indispensable pour assurer le traitement et
la gestion automatique des informations. A cet effet, la gestion intégrée de l’ensemble de
l’écosystème urbain de Tunis, pourrait fournir aux organismes responsables et aux décideurs et
aménageurs des éléments objectifs des choix pour éviter les confits naissant souvent de
l’absence de données et d’indicateurs pertinents.
5. Objectifs
Une grande agglomération comme la ville de Tunis doit, pour faire face à ses besoins de
prévisions ou de planification de son territoire, disposer de données relatives à la population,
aux logements, à l’usage du sol et surtout aux diverses infrastructures qui soient à la fois à jour,
adaptées aux besoins et localisées géographiquement. L’objectif de cette étude d’une manière
générale, est la mise en place d’un SIG qui représente une base de données spatiale et la
construction d’une ville numérique dont l’extraction, la prise de décision et la mise à jour d’un
volume considérable d’informations concernant quatre arrondissements Beb Bhar, Beb Souika,
Surface totale de la Commune de Tunis 132km2
100%
Surface totale des zones humides (Sebkha et
Lac)
26Km2
19.6 %
Surface totale des zones d’habitat
(existantes…et projetées)
60 km2
45 %
Surface totale des zones industrielles
(existantes et projetées)
4.9km2
3.7 %
Surface totale des zones du réserve et grand
Équipement aéroportuaire centre administratif
13 km2
9.8 %
Surface totale des zones vertes et agricoles 25 km2
18.9 %
Surface restante aménagées en attente d’Urbanisation au Berges du
Lac Nord, zone sud-ouest et Berges du Lac Sud
4 km2
3 %
Tableau 1:Les composants géographiques de la zone d'étude

6
La Médina et Sidi EL Bechir situées dans la municipalité de Tunis, et qu’ils soient assez simples
et rapides pour tous les utilisateurs. Cela va permettre ainsi de mieux gérer la zone, y compris
ses infrastructures.
Il s’agit donc de développer un ensemble de méthodes à caractère opérationnel visant à
faciliter l’organisation cohérente et la mise en relation des données et des informations de
natures et sources diverses, ainsi que leur consultation, leur gestion et leur traitement. Pour ce
faire, il convient de proposer des méthodes qui permettent de :
▪ Définir les besoins de l’espace communale de ville de Tunis en termes de gestion
municipale ;
▪ Conception et mise en place d’une base de données géographiques ;
▪ Réalisation d’une orthophoto et d’un MNT ;
▪ Elaborer une application SIG desktop qui permet de faciliter la consultation de la base
de données et fournis des outils prédéfinis d’analyse ;
▪ Fournir à la commune un outil de consultation des informations d’une façon rapide et
simple à partir d’un Géoportail Web ;
▪ Mettre au point une méthodologie à suivre pour la mise à jour des données et leur mise
en forme.
6. Conclusion
Ce chapitre initial nous mettre dans le cadre général de projet et préciser leurs
problématiques qui nous aide à définir et cibler les objectifs à atteints depuis ce projet.

Synthèse bibliographique
7
Chapitre II :
Synthèse
bibliographique

8
1. Introduction
La rédaction du rapport est le résultat et le fruit de notre long et laborieux travail pour
réussir à réaliser le projet et atteindre nos objectifs définis précédemment, ce qui nécessite un
travail d’étude minutieux et adéquat rendu d'un ensemble d'ouvrages portant sur les thémes et
les axes principaux de projet à partir des supports et documents scientifiques et techniques
spécifiques à disposition.
A partir de ce présent chapitre nous représentons aux lecteurs de notre rapport le résumé
de notre recherche bibliographiques qui luis permet de mettre dans le cadre technique de notre
travail.
2. La géomatique
Le mot géomatique a été déterminé pour regrouper de façon cohérente l’ensemble des
connaissances et technologies nécessaires à la production et au traitement des données
numériques décrivant le territoire, ses ressources ou tout autre objet ou phénomène ayant une
position géographique (4)
.
Logiquement, le terme géomatique provient de la contraction des termes géographie et
informatique. La géomatique permet donc de tirer le meilleur parti de chacun de ces deux
domaines.
2.1. Définition
La géomatique est une discipline regroupant les pratiques, méthodes et technologies qui
permettent de collecter, analyser et diffuser des données géographiques. L'objectif final de la
géomatique est la représentation spatiale des données récoltées pour identifier, représenter et
démontrer les résultats d'analyses statistiques. En fait, la géomatique apporte un nouvel axe
d’analyse à vos données, qui sont analysées en deux et trois dimensions (5)
.
2.2. Application de la géomatique
Historiquement, les techniques géographiques sont liées aux activités militaires La
photographie aérienne a beaucoup participé à la multiplication des usages de la géomatique
depuis l'agriculture jusqu'à l'urbanisme. Elle a permis d'élaborer de nombreuses bases de
données. Les grandes organismes nationale et internationale produisent des bases recensant
énormément d'informations géographiques. A l'échelle locale, ces bases peuvent concerner le
cadastre, l'urbanisme, les réseaux, les espaces verts, les cimetières, le patrimoine …
Depuis quelques années, la géomatique est utilisée pour de nombreuses applications : le
cadastre, la cartographie géologique, l'aide à la navigation, la circulation routière, la
cartographie du bruit… et à l’heure actuelle s’étend au géomarketing, à la gestion des ressources
humaines et de la mobilité, à la logistique … (4)
.
2.3. Histoire de la géomatique
Le terme géomatique a été proposé à la fin des années 1960 par le scientifique français
Bernard Dubuisson, un géomètre et photogrammètre reconnu, afin de refléter ce que devenait
la réalité de cette profession à cette époque. C’est cependant au Québec que le mot géomatique
a été adopté et a pris toute sa signification au début des années 1980. Le terme géomatique est
aujourd’hui utilisé dans le monde entier par des associations scientifiques et professionnelles,

9
par des organismes gouvernementaux, par plusieurs entreprises privées et par d’autres
universités (4)
.
3. Les bases de données géographiques
Les besoins sans cesse croissants d’informations de toutes sortes, leur gestion, dans des buts
d’analyse, de simulation, d’aménagement, etc. et les progrès spectaculaires du stockage et de
la gestion informatiques des données ont entraîné, ces dernières années, un essor considérable
des bases de données informatiques (6)
.
3.1. La base de données
Une base de données peut être définie comme un ensemble d’informations structurées ou
banque de données, regroupées sous forme de fichiers informatiques (ou tables) liés entre eux
et se rapportant à un même sujet général qui peut être très vaste, associé obligatoirement à un
système logiciel en permettant la gestion : créations, ajouts, modifications, liens,
interrogations... Ce système est le SGBD (Système de Gestion de Base de Données) (6)
.
3.2. La base de données spatiales
Une base de données spatiales est un ensemble de banques de donnés graphiques,
numériques et alphanumériques, liées entre elles par leur position dans l’espace et partageant
le même système de coordonnées : il s’agit d’informations géoréférencées. C’est un ensemble
complexe qui, pour l’exploiter, nécessite un puissant éditeur graphique (affichage des plans
numériques) capable également de gérer des bases de données alphanumériques. Les
applications sont innombrables et couvrent tous les domaines d’activité, de la description des
circuits électroniques à celle d’une région en passant par un bâtiment ou une raffinerie de
pétrole. En topographie, les applications principales sont les SIG en général et les banques de
données urbaines (BDU) en particulier (6)
.
3.3. La base de données cartographique
Une base de données cartographiques regroupe des données géographiques dont la position
de chaque objet est proche de la précision géométrique de saisie couvrant tout le territoire
national. Elle est une description sous forme numérique du territoire conçue pour une échelle
de base allant du 1/50 000 au 1/100 000. Sa précision décamétrique, et l'information complète
et structurée qu'elle présente, lui confèrent un rôle de référentiel national homogène, adapté aux
besoins des utilisateurs d'information géographique à l'échelle nationale, régionale ou
départementale (7)
.
3.4. La base de données topographique
La base cartographique a surtout pour vocation la cartographie du territoire du 1/50 000
au 1/500 000. Par contre la base topographique s’intéresse aux plus grandes échelles, son champ
d’application s’étendant du 1/5 000 au 1/25 000. Elle permet d’établir les cartes de base des
pays au 1/25 000, des plans réguliers au 1/10 000 et des plans d’étude au 1/5 000. Mais surtout,
elle peut constituer la base topographique de SIG évoqués par la suite.
La BD topographique est adaptée aux applications s’étendant de la commune au
département. C’est un ensemble de données géographiques numériques, homogènes en tout
point du territoire français. Sa précision est métrique (plan régulier au 1/10 000). Issues

10
essentiellement de traitements photogrammétriques, ses données sont en trois dimensions. Son
contenu est structuré en dix thèmes : voies de communication, hydrographie, lignes et limites
diverses (murs, haies, talus...), bâtiments, végétation, orographie (lignes caractéristiques du
relief), altimétrie, limites administratives et toponymie (6)
.
4. La GéodataBase
A son niveau le plus élémentaire, une géodatabase ArcGIS est un ensemble de jeux de
données géographiques de différents types stockés dans un dossier système de fichiers commun,
une base de données Microsoft Access ou un SGBD multi-utilisateur (comme Oracle, Microsoft
SQL Server, PostgreSQL, Informix ou IBM DB2). Les géodatabases varient en taille et en
nombre d'utilisateurs. Elles s'échelonnent des petites bases de données mono-utilisateur basées
sur des fichiers jusqu'aux géodatabases de groupe de travail, de département ou d'entreprise,
plus volumineuses, auxquelles ont accès de nombreux utilisateurs.
Cependant, une géodatabase est plus qu'un ensemble de jeux de données, le terme
"géodatabase" recouvre plusieurs sens dans ArcGIS :
▪ La géodatabase est la structure de données native d'ArcGIS et le principal format de
données utilisé pour la mise à jour et la gestion des données
▪ C'est un magasin physique contenant des informations géographiques, utilisant
principalement un système de gestion de bases de données (SGBD) ou un système de
fichiers.
▪ Les géodatabases comportent un modèle d'informations complet permettant de
représenter et de gérer des informations géographiques. Ce modèle d'informations
complet est mis en œuvre sous forme d'une série de tables contenant des classes
d'entités, des jeux de données raster et des attributs.
▪ La logique logicielle des géodatabases fournit la logique application utilisée dans
ArcGIS permettant d'accéder et d'utiliser toutes les données géographiques dans une
large gamme de fichiers et de formats.
▪ Les géodatabases contiennent un modèle de transaction pour la gestion des workflows
de données SIG (8)
.
Figure 3: Structure complète d’une Géodatabase avec
ses différentes composantes

11
4.1. Les composants de la GéodataBase
La Géodatabase est la structure de données native d’ArcGIS et le principal format de
données utilisé pour la mise à jour et la gestion des données.
Elément Taches Icones
Jeu de classe
d’entités
Contient des classes d’entités reliées spatialement avec
les objets de topologie et réseau qui les lient. Les classes
d’entités d’un jeu de classes d’entités ont une référence
spatiale.
Classes d’entités
Table avec un champ Forme contentant des géométries
de point, de ligne ou de polygone pour les entités
géographique. Chaque ligne représente une entité.
Table
Ensemble de lignes contenantes chacune les mêmes
champs. Les classes d’entités sont des tables comportant
un champ Forme.
DOMAINE Définit un jeu ou une plage de valeurs
valides pour d’un champ.
Classes de
relations
Associe les objets d’une classe ou d’une d’entité à des
objets d’une autre classe ou table d’entités. Les classes de
relation peuvent contenir des champs définit par
l’utilisateur.
Topologie
Règles d’intégrité définissant le comportement des
entités intégrées au niveau géographique.
Tableau 2:les éléments d'une GéodataBase vecteur (9)
4.2. Les types de données géographiques permettent d’étendre les
GéodataBase
Les trois types de jeux de données les plus communs dans une Géodatabase sont les classes
d’entités, les jeux de données matricielles et les tables attributaires. La création d’un ensemble
de ces types de données constitue la première étape de la conception et de la création d’une
Géodatabase (10)
.
Les utilisateurs commencent généralement par créer plusieurs de ces types de jeux de
données fondamentaux. Ensuite, ils effectuent des ajouts ou étendent leur Géodatabase à l’aide
de fonctionnalités plus avancées (ajout de topologies, de réseaux, de relief, de relations et de
sous-types, par exemple). Ces types de données étendus sont essentiels à la plupart des
applications SIG afin de modéliser le comportement du SIG, maintenir l’intégrité des données
et gérer les jeux importants de relations spatiales (9)
.
Différents types de Géodatabase avancés permettent d’étendre les tables simples, les entités
et les matricielles (10)
.

12
Ces types incluent des classes d’entités, des topologies, des réseaux, des catalogues
d’images, des relations, des domaines, des représentations cartographiques, des localisateurs
d’adresses et des MNT. La structure de la Géodatabase comprend les définitions, les règles
d’intégrité et le comportement de chacune de ces fonctionnalités étendues (10)
.
Les Géodatabases prennent en charge plusieurs types de données géographiques permettant
d’ajouter un comportement SIG, de maintenir l’intégrité des données et de modéliser les
relations spatiales entre les entités, comme la connectivité (10)
.
4.3. Les types de Géodatabase
Les Géodatabases fonctionnent avec une gamme étendue d’architectures et de systèmes de
fichiers SGBD et peuvent varier en taille et en nombre d’utilisateurs.
Elles vont des petites bases de données mono-utilisateurs aux Géodatabases d’entreprise,
de département ou de groupe de travail, plus volumineuses, auxquelles ont accès de nombreux
utilisateurs.
Il existe trois types de Géodatabases :
La géodatabase est un "conteneur" utilisé pour stocker un ensemble de jeux de données.
Trois types sont disponibles :
▪ Géodatabases personnelles - Tous les jeux de données sont stockés dans un fichier de
données Microsoft Access dont la taille est limitée à 2 Go.
▪ Géodatabases fichier - Elles sont stockées sous forme de dossiers dans un système de
fichiers. Chaque jeu de données est stocké sous forme d'un fichier dont la taille peut
atteindre 1 To.
▪ Géodatabases d'entreprise : également connues sous le nom de géodatabases multi-
utilisateurs, elles peuvent être illimitées quant à la taille et le nombre d'utilisateurs.
Elles sont stockées dans une base de données relationnelle utilisant Oracle, Microsoft
SQL Server, IBMDB2, IBM Informix ou PostgreSQL (11)
.
Figure 4:Les types des données géographiques dans les Géodatabases

13
5. Systéme d’information géographique
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 permettent de recueillir, stocker, traiter, analyser, gérer et présenter tous les types
de données spatiales et géographiques. Ces données favorisent ainsi les prises de décision
intelligente dans toutes les activités.
De nombreux autres domaines tels que la recherche et le développement de nouveaux
marchés, l’étude d’impact d’une construction, l’organisation du territoire, la gestion de réseaux,
le suivi en temps réel de véhicules, la protection civile… sont aussi directement concernés par
la puissance des SIG pour créer des cartes, pour intégrer tout type d’information, pour mieux
visualiser les différents scénarios, pour mieux présenter les idées et pour mieux appréhender
l’étendue des solutions possibles (12)
.
5.1. Les composants d’un SIG
Un Système d’Information Géographique est constitué de 5 composants majeurs :
5.1.1. 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.
5.1.2. Logiciels
Les logiciels de SIG offrent les outils et les fonctions pour stocker, analyser et afficher
toutes les informations.
Principaux composants logiciels d’un SIG :
▪ Outils pour saisir et manipuler les informations géographiques.
Figure 5:Types des GéodataBases

14
▪ Système de gestion de base de données.
▪ Outils géographiques de requête, analyse et visualisation.
▪ Interface graphique utilisateur pour une utilisation facile.
5.1.3. 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 (12)
.
5.1.4. Utilisateurs
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. Avec l’avènement des SIG sur Internet, la communauté des
utilisateurs de SIG s’agrandit de façon importante chaque jour et il est raisonnable de penser
qu’à brève échéance, nous serons tous à des niveaux différents des utilisateurs de SIG (12)
.
5.1.5. 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.
5.2. Fonctionnement d’un SIG
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 (12)
.
5.2.1. 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…).
Figure 6:Les composants d'un SIG

15
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 (12)
.
5.2.2. Modèles de données géographiques
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 une succession de coordonnées x,y. Les
objets polygonaux (territoire géographique, parcelle…) sont, quant à eux, représentés par une
succession de coordonnées délimitant une surface fermée.
Le modèle vectoriel est particulièrement utilisé pour représenter des données discrètes (12)
.
▪ 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…
Chacun de ces deux modèles de données dispose de ses avantages. Un SIG moderne se doit
d’exploiter simultanément les données raster et vectoriel de représentation (12)
.
Figure 7:Les modèles géographiques d'un SIG

16
Figure 8:Les principales fonctions d'un SIG
5.3. Les principales fonctions d’un SIG

17
6. La photogrammétrie
6.1. Définition
C’est une technique permettant d’obtenir une représentation du terrain
à l’échelle et en trois dimensions à partir de simples photographies. Ces
dernières peuvent être prises au sol – restitution de façades, de bâtiments,
etc. – à partir d’un avion (cartographie à moyenne et grande échelle) ou
encore à partir d’un satellite (pour de la cartographie à petite échelle
permettant de représenter rapidement de très grandes surfaces).
6.2. Historique de la photogrammétrie
La Photogrammétrie fait partie intégrante du domaine de la Topographie dans la mesure
où elle s'efforce de reproduire la nature le plus fidèlement possible.
Cette discipline apparue au milieu du 19ème siècle, s'appuie sur des bases théoriques bien
établies, et ce, depuis plusieurs siècles. On peut distinguer six périodes principales dans son
développement :
6.3. Les types de la photogrammétrie
Pendant la période de l’évolution, la photogrammétrie passe successivement de la
photogrammétrie analogique à la photogrammétrie analytique pour aboutir la photogrammétrie
numérique.
1858 à 1900
Dès 1858 l’architecte allemand ’Meydenbauer’ utilise la photographie pour
ses travaux de restauration. Ce dernier introduit le terme de « Photogrammétrie
» en 1893 et consacre exclusivement cette discipline au relevé de
l'Architecture et à la conservation du patrimoine.
1900 à 1920
La stéréophotogrammétrie terrestre :
C’est une méthode où on utilise du stéréoscope de Wheatstone (principe de la
vision binoculaire 1838).
1920 à 1940
La photogrammétrie aérienne :
Est l’ensemble des techniques et des matériels utilisés pour aboutir à la
représentation d’un territoire étendu, à partir des clichés de la prise de vues
aériennes.
1940 à 1975
Développement de la photogrammétrie analogique :
Des contraintes physiques (angulaires et linéaires) d’orientation relative et
absolue dues aux appareillages optico-mécaniques.
1975 à 1990
Photogrammétrie analytique :
Présente la situation présente lors de la prise de vue mais de façon
mathématique.
Depuis les
années
2000
Début de la photogrammétrie numérique :
Utilisation des images numériques. La photogrammétrie a donc subi une
véritable révolution lors du siècle dernier, et est à présent à la pointe de la
technologie
Figure 9:Photographie
aérienne
Tableau 3: Les phases d’évolution de la photogrammétrie (23)

18
Forme Description
Photogrammétrie analogique
La photogrammétrie analogique présente des contraintes
physiques (angulaires et linéaires) d’orientation relative
et absolue dues aux appareillages optico-mécaniques.
▪Source des donnés analogique : Photographies
aériennes en diapositif.
▪Résultat analogique : vecteur sur couche a gravé
Photogrammétrie analytique
La photogrammétrie analytique présente la situation
présente lors de la prise de vue mais de façon
mathématique.
▪Source des donnés analytique : Photographies
aériennes en dispositif.
▪Résultat analytique : vecteur restitué au format
numérique
Photogrammétrie Numérique
La photogrammétrie numérique nécessite des images
pour est faire une numérisation de films à l’aide de
balayeurs optiques (scanners) ou proviennent des
caméras numériques.
▪Source des données numérique : photographies
numériques.
▪Résultat numérique : vecteur restitué au format
numérique.
Tableau 4 : Les types de la photogrammétrie
6.4. Les principes de base de la photogrammétrie
On parle de photogrammétrie car les clichés obtenus sont restitués à une échelle donnée,
fonction de la focale de l’objectif de prise de vue et de la distance à l’objet photographié : par
exemple, la hauteur de l’avion au-dessus du sol pour des prises de vues aériennes.
De plus, en associant deux clichés, on peut obtenir une mesure de l’altimétrie du terrain
photographié. Les clichés sont donc transformés par une opération appelée restitution
photogrammétrique en plans et cartes directement utilisables en topographie. Cette opération
de restitution est faite après les prises de vues sur des appareils spéciaux, appelés appareils de
restitution photogrammétrique, par des opérateurs spécialisés (6)
.
Figure 10 : Paramétres principales de la photogrammétrie aérienne

19
6.5. Principe de vision binoculaire
La photogrammétrie exploite la faculté de l’homme à percevoir le relief à partir de deux
images planes d’un objet, prises de deux points de vue différents. C’est ce que nous faisons
quotidiennement grâce à nos yeux et leurs rétines.
Comme le montre la figure 11, les points P et Q de l’espace objet sont à des éloignements
différents du point d’observation. Il en résulte une parallaxe horizontale (P2Q2), qui différencie
les deux images rétiniennes lors du fusionnement. Il est intéressant de noter que l’acuité en
vision binoculaire est de l’ordre de 5’’ à 10’’, soit16 à 48µm pour une distance de mise au point
de 1m, alors qu’elle n’est que de 30’’ en vision monoculaire, soit160µm pour la même distance
de mise au point.
A partir de deux clichés, on peut reconstituer le même processus. La
détermination de l’objet est alors basée sur la mesure des coordonnées,
dans l’espace image, de la trace que cet objet a laissée sur l’émulsion
photographique. L’élément fondamental de la mesure stéréoscopique est,
dans le cas normal, la parallaxe horizontale, à partir de laquelle peut être
calculé la distance à l’objet.
Au final, les coordonnées tridimensionnelles de l’objet, dans un
système de référence qui lui est propre, sont issues d’une transformation
spatiale, dite projective ou de similitude (13)
.
6.6. La mesure photogrammétrique
Cette opération porte le nom de stéréorestitution, et nécessite des calculs préalables, le
premier étant l’orientation interne. Cette étape permet de définir le référentiel des mesures
effectuées sur un cliché. Elle est réalisée grâce aux repères de fond de chambre, lorsqu’ils
existent.
Enfin, l’orientation externe permet de se rapporter à l’objet. Cette orientation peut être faite
en une étape, en établissant un lien direct entre les mesures sur le cliché et le système de
référence de l’objet ou en deux étapes, soit une orientation relative, qui crée un modèle plastique
permettant l’observation stéréoscopique, puis une orientation absolue qui projette ce
stéréomodèle sur le système objet, par le biais d’une similitude spatiale.
Plus concrètement, la mesure photogrammétrique consiste, après élimination de la
parallaxe verticale, à déterminer la parallaxe horizontale (Figure 2), dans les référentiels image
de chacun des clichés. La parallaxe verticale est éliminée lors de l’orientation relative du couple.
On satisfait alors la condition de coplanarité, fondamentale pour autoriser toute mesure
ultérieure.
Dans un cadre général, on pourra alors déterminer les coordonnées modèle de tout point,
pour ensuite les projeter dans le système terrain ou objet. Les relations permettent le passage
des coordonnées image aux coordonnées terrain, dans le cas normal, c’est à dire seulement
lorsque les axes de prises de vue sont parallèles (13)
.
Figure 11:Principe de
vision binoculaire

20
6.7. Les types d’équipements photographiques
Deux types d'équipements photographiques sont utilisés en photographie aérienne : les
chambres métriques analogiques et désormais les caméras numériques :
▪ Les chambres métriques répondent à un besoin précis : la mesure des cordonnées X, Y,
Z de tous les points des clichés permettant l'établissement des cartes et plans
topographiques par restitution photogrammétrique et l'accès, par saisie numérique, aux
programmes de photogrammétrie appliquée. Le format du négatif est généralement 23
x 23 cm (ou 18 x 18 cm). Les focales usuelles sont 150 mm ou 210 mm. Ces chambres
de prises de vues sont étalonnées : il est possible de tenir compte des déformations
optiques. Les films utilisés varient suivant le but des missions entre des films
panchromatiques noir et blanc, des films couleurs et fausses couleurs. Les supports
peuvent être le film (ne peut être observé que par transparence mais permet un
grossissement de 8 à 10 fois) ou le papier (grossissement 3 à 4 fois) ;
▪ Les caméras numériques enregistrent l'énergie électromagnétique de façon électronique.
La pellicule est remplacée par une grille CCD (Charge Coupled Device, en français
dispositif à couplage de charge). Les CCD réagissent individuellement à la radiation
électromagnétique les atteignant et produisent une charge électronique proportionnelle
à l'intensité de l'énergie provenant de la surface. Une valeur numérique est ensuite
assignée à chaque pixel pour chacune des bandes spectrales utilisées (9)
.
6.8. La photo aérienne
C’est une photo désignée au photogrammétrie aérienne qui représente la surface terrestre
et riche de données. Elle est très correcte sur le plan métrique et leur géométrie est matérialisée
dans la marge extérieure par des repères et des informations supplémentaires.
Figure 12:Parallax horizontale sur un couple de clichés

21
6.8.1. Définition de l’image numérique
Une image numérique est une matrice bidimensionnelle de valeurs numériques, de niveaux
de gris, correspondant aux valeurs radiométriques issues de l’objet. Chaque élément de l’image,
ou pixel (Picture élément) porte donc une information, étalée sur une palette allant de 0 à 255
pour les images codées sur 8 bits, ce qui est un cas courant.
A cette image numérique, on associe un référentiel dont l’axe x est orienté vers la droite et
l’axe y vers le bas, centré sur un point décalé d’un demi pixel en x et y du coin supérieur gauche
de la matrice. On référence alors les coordonnées des centres de chaque pixel. Dès lors, un
grand nombre de traitements sont possibles pour améliorer les qualités d’image, automatiser les
processus de mesures ou les extractions des données (13)
.
6.9. Processus d’un projet de photogrammétrie
Pour établir et réussir dans l’élaboration d’un projet de photogrammétrie aérienne, un
processus précis et bien définit qu’il faut le respect :
(1) Préparation de mission vol ;
(2) Acquisition de prise de vue aérienne ;
(3) Stéréopréparation ;
(4) Traitement ;
(5) Corrections : Géométrique, Radiométrique et Atmosphérique ;
(6) Acquisition des données : Vectorisation ou Restitution ;
(7) Complément de terrain.
6.9.1. Préparation de mission de vol
Le plan de vol se détermine à partir des différents paramètres de vol, qui doivent être fixés
à priori, et des caractéristiques de la chambre de prise de vues employée. Les différentes
relations employées pour la détermination des paramètres de vol sont les suivantes (13)
:
▪ Longueur de coté sur le terrain ;
▪ Hauteur de vol au-dessus du sol ;
Figure 13:Modèle de photo aérienne

22
Figure 14:Paramétres de prise de vol
▪ Recouvrement longitudinal ;
▪ Recouvrement latéral ;
▪ Nombre des bandes ;
▪ Distance entre les bandes ;
▪ Epoque de prise de vue aérienne.
6.9.2. Principe de prise de vue aérienne
La prise de vues aériennes consiste en la couverture du terrain par des images acquises par
des caméras métriques aéroportées à axe vertical.
Ces images aériennes sont utilisées pour la production des cartes topographiques de base
et des plans topographiques par exploitation des techniques Photogrammétriques ou pour la
génération d'ortho-image.
6.9.3. Epoque de mission de vol
Le conflit d’objectifs s’exprime ici de la manière suivante (14)
:
▪ Un survol effectué en dehors de la période de feuillaison garantit une bonne visibilité
au sol dans les régions couvertes de forêts de feuillus, ce qui permet de restituer des
informations telles que les chemins en sous-bois. Un survol effectué à cette époque
comporte toutefois un risque de couverture neigeuse sur certaines parties des clichés,
principalement en altitude ou dans le cas de chutes de neige tardives.
▪ Un survol durant la période de feuillaison est en revanche garant de 'belles' et vives
couleurs et offre en outre la possibilité de déterminer plus facilement le type de la
végétation.
Un survol au printemps ou en été est par conséquent indiqué dans le cas de projets pour
lesquels la production d’orthophotos de qualité optimale sur le plan de la couleur est essentielle.
6.9.4. Le recouvrement
Pour voir le terrain à partir d'au moins deux angles différents, les photos de la zone doivent
avoir un recouvrement supérieur à 50% :
▪ Le recouvrement longitudinal : c’est le chevauchement transversal entre deux
P.A successives de l’ordre de 60% à 70% ;
▪ Le recouvrement latéral : c’est le recouvrement entre deux bandes successives
d’une même mission, il est de l’ordre de 20% à 30%.

23
6.9.5. Les points d’appuis
Le procédé photogrammétrique exige de disposer de points d’appui au sol ou points de
contrôle (CGP, Control Ground Points) afin d’assoir les blocs photogrammétriques. Ils sont
essentiels pour l’aérotriangulation et demandent une planification logistique et géographique
précise.
Il y a donc lieu de réaliser une campagne dite de stéréopréparation c’est-à-dire obtenir les
coordonnées terrain de points qui vont équiper les photos aériennes ou satellitaires en réalisant
une campagne GPS. Pas moins de 9 points par couple d’images sont nécessaires sur l’ensemble
des bandes disponibles. Les rattachements des points de stéréopréparation se font à partir des
points de la polygonale, les plus proches.
A l’issu de la campagne de stéréopréparation, Un traitement des données GPS permet
d’avoir une très haute précision (de l’ordre de 2 cm) sur les points calculés moyennant une
bonne conduite des calculs. Les coordonnées des points de contrôle ainsi calculés seront
introduites dans la phase Aérotriangulation (6)
.
6.9.6. L’aérotriangulation
L’aérotriangulation constitue actuellement l’une des phases les plus exigeantes du
déroulement d’un projet de photogrammétrie.
C’est l’ensemble des méthodes permettant de géoréférencer toutes les images d’un bloc
pour lequel on dispose d’un nombre réduit de points d’appui. C’est une tâche très importante
qui concerne le géoréférencement des images à l’aide des paramètres métriques de la caméra,
du GPS, des points au sol (points d’appui et de contrôle) et, surtout des lignes de vues ou rayons
de l’image à l’objet en passant par le centre de projection. Il s’agit de créer une relation entre le
système de coordonnées « image » et le système de coordonnées « objet » (15)
.
Figure 15:les phases de l'aérotriangulation

24
6.9.7. La restitution photogrammétrique
La restitution photogrammétrique est une phase de photo-interprétation et de saisie
tridimensionnelle assistée par ordinateur à partir d’images aériennes formant des couples
stéréoscopiques en utilisant des éléments vectoriels tridimensionnels représentés dans les
images raster. Ces éléments peuvent être (13)
:
▪ Point (point lumineux, pylône, arbre…) ;
▪ Ligne (route, chemin, canalisation...) ;
▪ Polygone (bâtiment, espace vert, voit zonale…).
Les méthodes de restitution peuvent être distinguées en fonction des critères suivants (14)
:
▪ Stéréoscopiques ≠ monoscopiques ;
▪ Numériques ≠ analogiques.
Stéréorestitution Monorestitution
Caractéristiques Restitution 3D à partir de couples
de clichés stéréoscopiques sur un
restituteur photogrammétrique
Restitution à partir d’orthophotos
numériques sur une station de travail
de SIG
Avantages ▪Tous les objets sont représentés à
leur position planimétrique
exacte et peuvent être restitués
de manière géométriquement
correcte ;
▪Meilleure visibilité / possibilité
d’identification d’objets, en
particulier dans des zones
couvertes de végétation (lisières
de forêts, chemins en sous-bois).
▪Possibilité de restitution d’un
objet à partir de différents
stéréomodèle ;
▪Précision et fiabilité plus
élevées.
▪Systèmes de restitution bon Marché
(matériel et logiciels) ;
▪Vision stéréoscopique non Requise.
Inconvénients Poste de travail stéréoscopique
requis
▪Les objets ne figurant pas ou de
manière incorrecte dans le MNT ne
sont pas reproduits à exacte (par
exemple des bâtiments, des murs de
soutènement ou des ouvrages d’art
de manière générale) ;
▪Certaines informations peuvent être
inaccessibles ou masquées pour
l’observateur selon la position de
prise de vue (par exemple les
lisières de forêt).
Tableau 5:Méthodes de restitution
6.9.8. L’orthophoto
Un ortho-photoplan est une photo rectifiée des déformations dues au relief et
géoréférencée. Elle se superpose parfaitement à un plan dans un système de coordonnées
géographiques.

25
Un ortho-photoplan peut être affichée comme fonds de plan dans un SIG sur lequel peuvent
être superposés des objets tels que l’altimétrie ou autres (16)
.
7. Photogrammétrie et SIG
L’objectif premier de la photogrammétrie moderne n’est plus la production de cartes mais
l’intégration de données numériques dans les systèmes d’information géographiques). À ce
titre, la transformation des clichés en orthophotographies numériques devient de plus en plus
courante puisque ces clichés permettent de tenir à jour plus aisément la base de données du SIG.
8. Conclusion
La réalisation d’une synthèse bibliographique est un travail constant. C’est l’une des
notions le plus importantes, qui nous permet d’acquérir de nouvelles connaissances et
d’actualiser nos compétences à partir des diverses sources d’information, tout en différenciant
les deux types de revues pratiques et scientifiques.

Méthodologie de travail
26
Chapitre III :

27
1. Introduction
Un des moyens pour réussir à réaliser le projet réside dans le fait de bien s'organiser et de savoir établir des priorités, au lieu de fonctionner
dans l’urgence. De bonnes méthodes de travail impliquent entre autres de savoir chercher de l’information (décoder, traiter, utiliser, intégrer
l'information), de savoir prendre des notes, de bien gérer le temps et les étapes de production.
Dans cet axe, nous présentons la méthodologie de travail dont nous suivrons pour atteindre les objectifs visés et mener à bien le projet dans le
délai prescrit.
2. Plan de travail
Afin d'assurer le bon déroulement de notre projet, nous avons choisi de créer un diagramme d’activité, afin de pouvoir répondre au maximum
aux nos besoins, tout en minimisant le risque de dépassement du délai, afin d'atteindre une satisfaction commune et de maintenir une bonne gestion
de projet.
Figure 16 : Diagramme de méthodologie de travail de projet

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