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Introduction à l'information géographique

Information géographique : définition, typologie, exemples
La localisation : systèmes et techniques
Les cartes et bases de données : représenter l'espace
Les images : observer la terre

 

 
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par
Jean
Denègre

Ecole Nationale des Sciences Géographiques
Ecrire

 

La localisation : systèmes et techniques
 

Où sommes nous?
 

Cette fiche décrit les différentes façons dont on définit la position d'un point à la surface terrestre, comment on la mesure et comment on la représente (ou "projette") sur une carte.

La définition du mode de localisation et de la "projection" cartographique est un composant indispensable de toute information géographique.

 

Plan de fiche

Les différents modes de localisation
Les types de coordonnées
Les techniques de mesure
Les répertoires géographiques

 

 

Les différents modes de localisation

Le mode textuel

 

Le mode mathématique

 

Le mode textuel est le nom de l'endroit où l'on se trouve ou la description de l'itinéraire pour s'y rendre. L'adresse postale est l'exemple le plus répandu. Il existe aussi d'autres adresses de localisation : le numéro de la parcelle cadastrale, le numéro de commune INSEE,...
Ces systèmes de localisation sont très utilisés dans la vie quotidienne et l'administration (impôts, abonnements à l'électricité et au téléphone, etc ...) mais ils ne se prêtent pas aisément à une représentation directe sur une carte.

Le codage des adresses s'effectue en France à l'aide du répertoire FANTOIR (fichier annuaire topographique initialisé réduit) établi et maintenu par la Direction Générale des Impôts. Ce fichier donne le nom des communes, voies, lieux-dits, canaux, rivières, voies ferrées, routes, autoroutes, etc. et leur code numérique.
Exemple d'adresses textuelles :
- adresse postale : 19 rue des Chènes, 77720 Epieds.
- adresse cadastrale : commune 77051, section A, parcelle 1042.

 

 

Le mode mathématique correspond aux coordonnées dans un système de référence donné. Ce sont les navigateurs qui, les premiers, ont utilisés des coordonnées (latitude et longitude) mesurées à partir des étoiles, pour caractériser leur position sur les océans.
Remarque : la définition de ce système de référence (centre, axes, repérés par rapport à la Terre) a donné lieu à une science très ancienne, la géodésie, qui a pour objet de décrire la forme de la Terre.

A l'origine, les coordonnées utilisées par les navigateurs en se repérant sur les étoiles ont été définies sur la sphère terrestre puis, quand on s'est aperçu que la Terre avait la forme d'une sphère aplatie, sur un ellipsoïde de révolution (sphère aplatie aux pôles).
En fait la Terre n'ayant pas une forme mathématique parfaite, il existe plusieurs ellipsoïde dits géodésiques qui s'en rapprochent ou ou moins. Ils sont caractérisés par leur centre (centre des masses de la Terre), leur axe de révolution (l'axe des pôles terrestres), leurs dimensions, leur méridien d'origine (celui de Greenwich par convention internationale).


Extrait du cadastre sous GéoConcept
 
Ellipsoïde géodésique

 

 

Les types de coordonnées

Les coordonnées géographiques

 

Les coordonnées rectangulaires

 

Les coordonnées tridimensionnelles

   
 

Tout point M de la surface terrestre peut être projeté sur un ellipsoïde géodésique en un point P et défini par ses deux coordonnées géographiques :

- la longitude du point est l'angle orienté entre le plan méridien origine (Greenwich, par convention) et le plan méridien de ce point.
- la latitude est l'angle orienté, dans le plan méridien du point, entre l'équateur et la normale à l'ellipsoïde en ce point.

Définition : les lignes imaginaires tracées sur l'ellipsoïde à latitude constante s'appellent des parallèles. Les lignes imaginaires à longitude constante sont des méridiens.
 

On passe des coordonnées géographiques "courbes" (définies sur l'ellipsoïde) aux coordonnées rectangulaires d'une carte "plane" par une transformation mathématique (qu'on appelle aussi projection).

x = f()
y = g()
 

Depuis l'avènement des satellites artificiels, l'emploi de coordonnées tridimensionnelles dans l'espace euclidien s'est généralisé.

Plutôt que d'utiliser des coordonnées géographiques sur l'ellipsoïde puis de projeter celles-ci sur le plan de la carte, il est apparu plus simple, pour calculer notamment les trajectoires des satellites, d'utiliser directement le système d'axes tridimensionnels dans lequel sont localisés les ellipsoïdes géodésiques.

   
 

 

 

Les techniques de mesure

Comment détermine-t-on les coordonnées de type mathématique ?

 

Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour déterminer les coordonnées d'un point à la surface de la Terre. La plus ancienne est celle des navigateurs : l'astronomie de position, qui consiste à faire des visées sur les étoiles à l'aide d'instruments optiques (astrolabe, sextant,...).

A l'époque moderne, les méthodes ont consisté généralement à constituer d'abord un réseau de points très précis (points dits géodésiques) par triangulations successives, à l'aide de mesures d'angles (avec des théodolites) et de longueurs; Ce réseau peut comprendre jusqu'à 80 000 points pour un pays comme la France).


IGN
 
IGN
 

A partir de ce réseau géodésique de base, trois types de techniques sont utilisables :

 

- les techniques terrestres (topométrie) qui consistent à faire des mesures d'angles et de distances à l'aide d'appareils optiques et électroniques (tachéomètres à réflexions d'ondes) en se rattachant aux points géodésiques.

 

- les techniques aériennes (photogrammétrie) qui utilisent des photographies aériennes métriques à recouvrement stéréoscopique (pour la vision en relief) et qui mettent en oeuvre des "stéréo-restituteurs" capables de mesurer tout point visible sur les photos.

 

- les techniques satellitales (télédétection spatiale = qui utilisent des images prises par les satellites d'observation de la Terre (exemple : Landsat, Spot, Radarsat), le plus souvent sous forme numérique, et dont le traitement géométrique permet de calculer également la position de tout point visible sur les images.

   
 

IGN
 
IGN
 
IGN
   
 

Un quatrième type de méthodes intervient depuis les années 80 : c'est celle du radio-positionnement par satellites, le système de loin le plus répandu étant le GPS américain (global positioning system). Grâce à une constellation de 21 satellites de positionnement, n'importe quel point de la surface terrestre peut être localisé avec un récepteur au sol, selon une précision variable suivant le type de récepteur et les méthodes de recueil et de traitement des données. Le GPS, auquel s'adjoindra vers 2006-2008 le système européen Galileo, peut ainsi servir aussi bien en géodésie qu'en topométrie, ce qui permet de remplacer progressivement les réseaux géodésiques par des stations GPS permanentes de référence, en nombre très restreint (quelques dizaines sur le territoire français).

 
IGN

 

 

Les répertoires géographiques

Comment peut-on passer d'une localisation textuelle à une localisation mathématique (et réciproquement) ?

 
 

Pour passer d'un type de localisation à l'autre, on utilise des répertoires géographiques, qui assurent la correspondance entre une adresse textuelle (par exemple, l'adresse postale) et une adresse mathématique (par exemple, les coordonnées rectangulaires).
A elle seule, la correspondance adresse postale-coordonnées rectangulaires résout la plupart des questions, car presque toutes les adresses textuelles découlent de l'adresse postale : la parcelle cadastrale possède une adresse postale, l'îlot INSEE est décrit par des segments de voie et leurs numéros, les communes ont un code postal, etc...

La correspondance entre l'adresse postale et les coordonnées rectangulaires se présente en général sous la forme d'une liste de segments de voies (tronçons entre deux carrefours successifs), le carrefour-origine et le carrefour-extémité de chaque segment étants décrits à la fois par leurs coordonnées rectangulaires et par l'adresse postale de l'immeuble le plus proche (bord gauche et bord droit de la voie en question).

 




Localisation dans l'espace terrestre à l'aide de coordonnées : concepts de base et réalisation
Historique des techniques de localisation
Classification des projections planes
GPS : description du système
Les unités utilisées dans les cartes (systèmes et équivalences)
Lire les coordonnées sur une carte
Mesurer les distances avec une carte
Utiliser un GPS avec une carte
Description des principaux systèmes de coordonnées
Les systèmes de coordonnées utilisés en France
Les transformations de coordonnées

 

 


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