Selon le type de carte à concevoir et à réaliser, les sources des données à collecter seront différentes. Elles pourront en effet être le résultat de relevés sur le terrain, de photographies aériennes, d'images satellitales ou bien d'enquêtes.
Ces diverses sources seront produites sur une multitude de supports.

Levés sur le terrain

La topographie (et sa technique voisine, la topométrie, appliquée aux grandes échelles pour des levés de haute précision) fait appel principalement aux mesures d'angles et de distances pour déterminer la position planimétrique et altimétrique (en coordonnées rectangulaires) des éléments concrets du paysage. Elle utilise des instruments tels que les théodolites et les distancemètres électroniques, maintenant intégrés dans des appareils automatisés, appelés "stations totales", mesurant et calculant automatiquement les coordonnées cherchées. Elle utilise aussi, de plus en plus, les techniques GPS de positionnement par satellite. En parallèle, de manière plus traditionnelle, des méthodes graphiques, dites "levés à la planchette", permettent le dessin direct de plans sur le terrain.

La topographie est pratiquée, soit comme source unique de données pour un territoire, soit comme source complémentaire pour lever les objets non visibles sur les photos aériennes ou les images satellitales.

Ils servent à mesurer des phénomènes physiques, comme la nature des roches (lithologie), l'épaisseur des couches géologiques, ou physico-chimiques comme la composition du sol (pédologie) ou du sous-sol (géologie), ou d'autres phénomènes biologiques concernant la végétation, la flore, la faune, les caractéristiques des cultures agricoles et des forêts.

Plus généralement, on peut ranger dans cette catégorie tout ce qui concerne les mesures sur le milieu en général (air, terre, mer), c'est-à-dire l'environnement dans son ensemble.

Les méthodes de mesure et de recueil des données sont innombrables et totalement différentes suivant la discipline concernée.

Quelques établissements spécialisés dans ces domaines :
- géologie : Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) www.brgm.fr
- pédologie : Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) www.inra.fr
- agronomie : id. faune-flore : Museum d'Histoire Naturelle
- forêts : Inventaire Forestier National www.ifn.fr
- environnement : Institut Français de l'Environnement (IFEN) www.ifen.fr

L'exploitation des photographies aériennes

Depuis l'apparition des photographies aériennes et de la photogrammétrie, cette technique constitue un puissant moyen de collecter de l'information topographique, grâce à la fois à trois fonctions principales :

- la capacité d'identifier sur les photos la plupart des objets topographiques qui intéressent l'information géographique,
- la vision stéroscopique, due au recouvrement à 60% des prises de vues, qui permet de voir en relief le terrain photographié et de mesurer tout point de la photo dans les 3 dimensions,
- le caractère métrique (c'est-à-dire précis) des chambres de prise de vues et la possibilité, grâce aux méthodes photogrammétriques, de calculer les coordonnées "terrain" des objets visibles sur les photos.

Les photos aériennes n'apportent pas seulement des informations sur la position des objets topographiques visibles sur la surface terrestre.
Elles peuvent révéler également, par des voies indirectes, des phénomènes non visibles au sol, induire, grâce à l'observation et au raisonnement, des découvertes ou des synthèses intéressant tout un territoire.
C'est le cas, par exemple, de la répartition de certaines cultures, ou de l'existence de vestiges archéologiques, l'identification de sites favorables à des barrages collinaires (retenues d'eau) ou encore de sites de localisation probable d'avalanches, compte tenu de la morphologie du terrain et de l'absence de végétation susceptible de fixer la neige.
Cette technique prend un intérêt particulier pour des études d'évolution, lorsqu'on utilise des photos aériennes d'époques successives (ex; études d'érosion, de désertification, de déforestation, etc.).

L'exploitation des images satellitales

Les images satellitales ont évidemment de nombreux points communs avec les photographies aériennes mais possèdent des caractéristiques originales qui en font des outils très puissants :

- elles ont un pouvoir de synthèse très supérieur, du fait de l'éloignement du capteur de prise de vues (ceci évidemement au détriment de la finesse des détails observables),

- elles sont sous forme numérique donc directement adaptées au traitement en ordinateur

- elles enregistrent le rayonnement électromagnétique terrestre dans des bandes spectrales différenciées, ce qui facilite l'identification des objets ou phénomènes visibles sur les images,
- elles ont une répétitivité bien plus grande (de l'ordre d'un mois pour Spot, contre 5 ans en moyenne pour les photos aériennes en France), quoique limitée par l'occultation aléatoire des images par les nuages. Cet handicap est maintenant surmonté partiellement par l'emploi d'enregistre-ments radar, qui traversent les nuages.

On retrouve logiquement, dans le domaine spatial, les deux types de techniques existant dans le domaine aérien :

Les techniques de type métrique, qui visent à traiter géométriquement les images de façon à retrouver la position absolue des objets sur le terrain et à déterminer leurs coordonnées. La stéréoscopie existe aussi pour les images satellitales, quoique d'emploi moins répandu que pour les photos aériennes.

Les techniques de type "interprétatif" qui visent à interpréter les objets ou phénomènes enregistrés sur les images, dans leurs différentes composantes spectrales. Ces tehniques utilisent, soit la "simple" observation visuelle, comme pour les photos aériennes, soit les procédures de classification assistée par ordinateur, qui permettent de reconnaître, par des traitements de type probabiliste, certains phénomènes dont la signature spectrale présente des caractéristiques suffisamment homogènes et distinctives pour être identifiées avec une bonne probabilité.

Les enquêtes sur le terrain

On entend par là toutes les formes de recueil de données qui se font sur le terrain par collecte spécifique, en dehors des mesures et inventaires pratiqués dans les sciences de la Terre (§1 ci-dessus).

Il s'agit essentiellement des données recueillies par l'administration pour ses besoins propres mais aussi pour les besoins du public, telles que les données socio-économiques recueillies par l'INSEE (recensement général de la population, inventaire communal, répertoire des entreprises, etc.). Comme pour les sciences de la Terre, ces enquêtes prennent des formes diverses qu'il serait trop long de détailler ici.

La compilation de documents existants

Pour toutes sortes de besoins, il n'est pas nécessaire de rechercher des données à la source, mais de s'appuyer sur des documents existants qui sont déjà des synthèses utiles et peuvent être exploités directement (avec la permission des ayants-droits, cela va sans dire).

Un exemple intéressant est fourni par les cartes dites "générales", c'est à dire qui montrent les grands traits d'un territoire, sous forme très synthétique (c'est-à-dire à petite ou très petite échelle).
C'est le cas typique des planisphères, où il est bien évident qu'on ne va pas collecter des données sur le terrain ni même des images satellites pour les établir.
On s'appuie dans ce cas de cartes à plus grande échelle, que l'on réduit, que l'on assemble dans une projection unique et que l'on généralise.
Elles sont, dans la majorité des cas, entièrement redessinées pour des raisons de lisibilité et d'esthétique.

La collection (très nombreuse) des cartes topographiques et thématiques existant dans le monde, ainsi que les innombrables fichiers de synthèse réalisés à partir des enquêtes de base, constituent ainsi des sources de données qu'on pourrait qualifier d'intermédiaires et qui sont bien souvent plus utilisables que les données de base elles-mêmes.