See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/300125419 Pratique des S.I.G. (Systèmes d’informations géographiques) Book · September 2010 CITATIONS READS 0 3,053 2 authors, including: Hammoum Hocine Université Mouloud Mammeri de Tizi Ouzou 36 PUBLICATIONS 24 CITATIONS SEE PROFILE Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Vulnerability analysis of the reinforced concrete storage structures View project Hydraulics structures View project All content following this page was uploaded by Hammoum Hocine on 09 April 2016. The user has requested enhancement of the downloaded file. Co l l e ct io n : L e s Ma n u e l s d e L ’é t u d ia n t Pratique des S.I.G (Systèmes d’Informations Géographiques) Applica tio ns so us MapInfo Hocine HAMMOU M Maître assistant, chargé de cours, Université Mouloud Mammeri, Tizi Ouzou Réd ha BOU ZIDA Ingénieur hydraulicien, directeur technique, African Geosystem campany, Alger. © Copyright E url Pages Bleues Internationales 1 © Co pyrig ht Eurl Pag es Bleues I nt ern at io nales M aison d’édition pour l’ens eigne ment et l a formation Siège social : Raffour 10041 Bouira Algérie Tél : (026) 95-59-79 Annexe : 182 Rue Saidi Ahmed, Bordj El Kifane Alger Algérie Tél/Fax : (021) 20-58-31 / (021) 20-18-22 Librairie : Cité 2068 Lgts Smail yefsah bt 73 Bab Ezzouar Alger Tél : (021) 20-83-30 E-mail : [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] Site Web : www.pagesbleues-editions.com ATTENT ION !! © Les Pages Bleues Internationales Septembre 2010 Toute représentation ou reproduction intégrale ou partielle faite sans le consentement de l’auteur, constitue une violation de la propriété intellectuelle et une contrefaçon réprimée par le code pénal. Nous mettons en garde les librairies ou tout autre organisme utilisant des moyens de reproduction (Photocopieur, Duplicopieur, Imprimerie, …) que la reproduction de nos ouvrages est strictement interdite. Nous faisons appel aux lecteurs afin de les alerter sur la menace que représente la contrefaçon pour l’avenir de l’écrit et de la production intellectuelle, particulièrement dans le domaine de l’édition scientifique et technique. Pour cela nous les prions de nous signaler toute fraude en nous contactant par : Tél : (026) 95-59-79 ou par l’E-mail. ISBN : 978-9947-850-67-1 D é p ô t l é g a l : 2 1 6 8 - 2 0 10 2 Préambule Le présent ouvrage est destiné aux ingénieurs évoluant en bureaux d’études, aux élèves ingénieurs et tous ceux qui s’intéressent aux systèmes d’information géographiques (SIG). Les domaines d’application des SIG sont très vastes, pour n’en citer que quelques uns, l’architecture, l’urbanisme, le génie civil, l’hydraulique, l’aménagement du territoire, l’agriculture, la biologie et la sociologie … etc. Le domaine d’application des SIG appliqué au métier de l’ingénieur est une discipline récente introduite depuis peu suite à la reforme LMD de l’université. Au début, c’était dans les publications périodiques que l’on a pu suivre sa progression, et seuls quelques articles récapitulatifs relayés par certaines formations continues spécialisées ont pu faire la synthèse des développements nouveaux des SIG. Il manquait un livre conçu à la fois pour un cours de forme conventionnelle et un ouvrage traitant de l’aspect pratique de l’application des SIG. Cet ouvrage sur les SIG est le fruit d’une longue expérience mise à la disposition de l’ingénierie. Je suis convaincu que les ingénieurs en exercice apprécieront cette mise au point exhaustive qui traite un ensemble de problèmes pratiques liés à l’information géographique, d’une si grande portée. Les exemples traités dans cet ouvrage sont tirés de projets concrets du domaine du génie civil et de l’hydraulique, mis à notre disposition par African Geosystem Campany et Geosystem Consult. Ce livre est structuré autour de quatre parties principales, qui peuvent se résumer comme suit : Dans la première partie, après une introduction sur les systèmes d’information géographiques et leurs fonctionnalités en général, nous présentons les notions de bases du logiciel MapInfo. 3 La seconde partie qui s’étale sur plusieurs chapitres, traite du calage des images raster, de l’importation d’un fichier topographique de format Excel, de son semi sur une carte, de la construction de bases de données et enfin de la production de cartes. Chaque chapitre est illustré par une application pratique. La troisième partie est consacrée à la méthodologie de construction d’un SIG dans le domaine de l’hydraulique (réseaux d’eau potable et d’assainissement), où des cas concrets sont abordés. La dernière partie propose un problème et un mini projet qui résument en forme d’application les différentes parties traitées dans le livre. Ce livre n’a pas l’ambition de donner une réponse à tous les problèmes posés dans l’ingénierie liée aux SIG, mais constitue une modeste contribution à l’enrichissement des publications universitaires. Hocine HAMMOUM Maitre assistant, chargé de cours Département de génie civil Université Mouloud MAMMERI de Tizi Ouzou 4 Remerciements Nous remercions madame HAMMOUM née Karima BOUZELHA, Maitre de conférences à la faculté du génie de la construction de l’Université Mouloud Mammeri de Tizi Ouzou, pour avoir bien voulu relire le manuscrit et l’avoir corriger. Nous tenons à présenter nos respectueux remerciements à Messieurs Ali HAMZA et Mohammed DJEMAI, Maitres de conférences { la faculté du Génie de la construction de l’Université de Mouloud Mammeri Tizi Ouzou, qui ont bien voulu lire et être rapporteurs de cet ouvrage au comité scientifique du département de génie civil de Tizi Ouzou. Que Monsieur Ramdane SAID, Maître assistant, chargé de cours { l’Université Khemis Meliana, trouve ici nos remerciements, pour avoir bien voulu lire et être rapporteur de cet ouvrage au comité scientifique du département de génie civil de Tizi Ouzou. Un grand merci à Monsieur Malek ABDESSELEM, Maitre de conférences à la faculté d’agronomie de l’Université Mouloud Mammeri de Tizi Ouzou, pour les documents mis { notre disposition et ses encouragements. Qu’il nous soit permis de remercier Monsieur Boualem AISSANI, docteur ingénieur de l’université de Nancy et gérant de la SARL Geosystem Consult d’Alger qui nous fait l’honneur de rédiger la préface de cet ouvrage. Nous exprimons notre profonde gratitude à monsieur Mouloud TOUAT, ingénieur hydrogéologue et gérant de la SARL African Geosystem Campany d’Alger pour ses encouragements et pour l’aide qu’il nous a apporté en mettant à notre disposition des exemples pratiques que nous avons pris le soin d’introduire dans ce manuel. Nous n’oublierons pas de remercier monsieur Mohand Cherif BELAID gérant de la maison d’édition « les Editions pages bleues internationales» pour ses orientations pédagogiques et méthodologiques, et pour avoir placé en nous sa confiance en publiant notre ouvrage. Les auteurs 5 Table des matières Préambule Remerciements Table des matières Préface 03 Chapitre 1 : Notions générales sur les S.I.G. 15 1. Introduction 2. Définition d’un SIG 3. Qu’est-ce qu’une carte ? 4. L’information géographique 5. Les Systèmes d'Information Géographique (S.I.G.) 6. Bref historique : les premiers SIG 7. Applications des SIG 8. Intérêt des SIG 9. Organisation des informations dans un SIG 10. Les entités géographiques d’un SIG 11. Notion d’échelle 12. Fonctionnalités d'un SIG 13. Eléments et fonctions d’un SIG 06 10 16 16 19 21 22 24 24 25 26 27 29 31 35 Questions de révision (avec solution) 36 Chapitre 2 : Notions de base de MapInfo 37 1. Qu’est-ce que MapInfo ? 38 2. Fonctionnalités d’un SIG Bureautique 39 3. L’interface MapInfo 42 4. Données géographiques et tables MapInfo 43 5. Tables attributaires 44 Application 01 : Notions de base 6 05 46 Chapitre 3 : Qu'est-ce qu'une image raster ? 1. Calage d'une image raster 57 2. Boîte de dialogue « Calage de l'image » 59 3. Choix des points de calage sur une carte existante 61 Application 02 : Calage d’une image raster 62 Chapitre 4 : Cartographie d’un levé topographique 69 1. Importation d’un fichier Excel 70 2. Affichage du semi de points 74 3. Analyse thématique des points topographiques 75 Application 03 : Cartographie d’un levé topographique Chapitre 5 : Notion de couche et de colonne dans MapInfo 1. Notion de Couche dans MapInfo 77 83 84 1.1. Affichage sélectif des couches 84 1.2. Le contrôle des couches 85 1.3. Boîte de dialogue « Contrôle des couches » 86 1.4. Utilisation de la couche Dessin 88 1.5. Etiquetage des couches 89 1.6. Boîte de dialogue « Options d'Etiquettes » 90 1.7. Etiquetage à l'aide d'expressions 92 Application 04 : Notion des couches 2. La mise à jour des colonnes 2.1. Mise à jour d’une colonne 2.2. Ajout d'une colonne temporaire Application 05 : Mise à jour des colonnes 7 53 93 97 98 100 102 Chapitre 6 : Réalisation des mises en pages cartographiques 1. Qu’est ce qu’une mise en page cartographique 110 2. Conception d’une mise en page cartographique 111 3. Création d'une fenêtre Mise en Page 113 4. Boîte de dialogue Nouvelle Fenêtre de Mise en Page 114 5. Description de la fenêtre Mise en Page 115 6. Classement des objets dans une Mise en Page 115 7. Définition des options de mise en page 116 8. Mise en page de plusieurs cartes 118 9. Modifications d’une mise en page 120 10. Configuration de l'Impression 123 Application 06 : Mises en page cartographiques 125 Chapitre 7 : L’usage des S.I.G. dans les réseaux hydrauliques 131 1. Introduction 132 2. Préparation des données 132 3. Architecture du SIG 133 4. Application pour un projet d’AEP 133 5. Le modèle numérique de terrain 133 6. Intégration du réseau d’AEP dans le SIG 140 7. Structure de la base de données 141 8. Exigences au prélèvement des données 147 Annexe 1 : Etude de cas 8 109 149 1. Traitement numérique des cartes 149 2. Création des couches « Tables » 151 3. Les bassins versants 153 4. Le réseau hydrographique 154 5. Modification des couches 155 6. Mise à jour des données géographiques 159 7. Création d’une carte thématique 162 Annexe 2 : Mini projet 1. Enoncé du problème 165 1.1. Étape 1 : Calage de l’image raster du lotissement de la zone d’activité 166 1.2. Étape 2 : Construction de la table de données de la zone d’activité 167 1.3. Etape 3 : Construction de la carte vectorielle de la zone d’activité 168 1.4. Étape 4 : Construction des liens entre la table lots et la base de données 168 1.5. Étape 5 : Fabriquez vos cartes 169 2. Solution du problème 9 165 170 2.1. Étape 1 : Calage de l’image raster de la zone d’activité 170 2.2. Étape 2 : Construction de la table de données de la zone d’activité 174 2.3. Étape 3 : Construction de la carte vectorielle de la zone d’activité 175 2.4. Étape 4 : Construction des liens entre la table ilots et base de données 180 2.5. Étape 5 : Fabrication des cartes 194 Annexe 3 : A propos du CD-ROM 197 Bibliographie 198 Préface Mon ami Hocine HAMMOUM m’a demandé de rédiger une préface à son ouvrage d’initiation aux SIG en ma qualité de témoin de l’évolution de cet outil depuis la fin des années 70. C’est une occasion de me remémorer les différentes périodes de développement de cette discipline. En effet, bien des choses se sont passées depuis les premières utilisations de la bibliothèque CARTOLAB, de l’Institut Universitaire de Calculs Automatiques de Lorraine, développée par le professeur Mallet, de l’Institut Polytechnique de Lorraine. Cette bibliothèque était constituée d’un ensemble de routines écrites en langage Fortran, commandant la plume d’un traceur (plume levée et plume baissée) et utilisant des cartes perforées. Beaucoup de génie et beaucoup de temps étaient nécessaires pour confectionner un simple dessin. Ainsi, ont eu lieu les prémisses du dessin automatique. A la même époque, sont apparus, les écrans graphiques Tectronix, les premières consoles alphanumériques et les premières tables traçantes. C’était avec ces équipements que je me suis engagé dès 1979 à réaliser dans le cadre de ma thèse de doctorat, l’un des premiers modèles numériques de terrain à cette époque. Sous le contrôle du professeur Jean Pierre LABORDE de l’Ecole Nationale Supérieure de Géologie de Nancy, j’ai construit à partir des cartes topographiques au 1/200 000 è de la région algéroise une grille régulière de points cotés connues en latitude, longitude et altitude (Informatique géologique n°17). L’exploitation de la bibliothèque CARTOLAB m’a permis d’élaborer les premières représentations graphiques filaires du Modèle Numérique de Terrain (MNT) en différents bloc-diagrammes isométriques de la région algéroise ainsi que l’ensemble des calculs automatiques des paramètres morphométriques tels que les altitudes lissées, les angles solides sous lesquels on peut voir l’horizon, les pentes, les convexité, les courbures, les limites de bassins versants, les réseaux de drainages, … etc. 10 C’est à l’Agence Nationale des Ressources Hydrauliques (ANRH), à partir de 1983, que le MNT a été élargi, pour la réalisation de la nouvelle carte pluviométrique de l’Algérie du Nord. Il fallait gérer une grille de plusieurs millions de points. C’est l’explosion de la cartographie automatique numérique avec le développement de la micro informatique et des premiers langages micro informatiques (basic, qbasic, … etc.). Le projet des limites territoriales auquel nous avons pris part au niveau de l’INCT, où j’ai été affecté dans le cadre du service militaire, utilisait toujours la cartographie automatique numérique avec les outils développés dans différents langages. Par contre, le DAO connaît déjà de nombreuses applications industrielles, pour ne citer que la photogrammétrie analogique assistée par ordinateur. Les tables traçantes connaissent un essor et de nombreux formats apparaissent. C’est à partir de 1990 que la véritable rupture s’effectue avec l’introduction des logiciels commerciaux utilisant le dessin automatique, la cartographie et les premiers SIG. Les logiciels comme AutoCad, MapInfo, ArcView, … etc font leur apparition et sont reconnus par les initiés. Les SIG se démarquent des produits logiciels de dessin et de cartographie automatique par des fonctionnalités qui leur sont propres : les sélections d’objets, les sélections multicritères utilisant le langage SQL, l’analyse thématique, les intersections, les buffers, … etc. Les SIG deviennent intelligents par rapport aux produits dits «CAD» où les objets restent inertes. Le premier projet développé par GEOSYSTEM Consult, le bureau d’études que je dirige, et concernant le bassin versant du Zahrez utilisait ces produits : nous avons mis en place une véritable base de données sur les ressources en eau pour le compte de la société Cosider (limites de bassins, chevelu hydrographique, pluviométrie, climatologie, géologie, forages, sources, … etc.) sous MapInfo, avec toutes les possibilités de sélection et de représentation cartographique. Les premières cartes numériques en hydrogéologie, en hydrologie, en géomorphologie font leur apparition. 11 S’en suivent d’autres applications dont une a attiré l’attention du représentant de la Banque Mondiale en Algérie qui nous a rendu visite malgré la période d’insécurité manifeste. C’est le premier projet de mise place d’un SIG pour les réseaux et infrastructures de distribution d’Alimentation en Eau Potable (AEP) pour l’agglomération d’Oran avec l’Entreprise EPEOR. Nous devons souligner, à cet effet, la vision de son PDG qui présentait déjà l’intérêt et les avantages d’un tel système. Dès cette période, nous avons initié une campagne de sensibilisation auprès des structures de l’Etat pour l’utilisation de l’approche SIG dans les projets de développement. L’approche SIG dans les études devient incontournable. Nous l’avons introduite, dès le début des années 90, dans tous les projets d’études. Nous devons une reconnaissance particulière aux Directeurs de l’Hydraulique et de l’Urbanisme des wilayas de Béjaia, Médéa, Tindouf, Tamanrasset et Tizi-Ouzou qui les premiers ont pressenti l’intérêt des SIG dans les schémas directeurs hydrauliques et les études des plans de Développement et Aménagement Urbain (PDAU) et Plans d’Occupation des Sols (POS). Le tracé de l’Autoroute Est-Ouest, initié en études dans les années 90, nous a offert une très bonne opportunité pour l’utilisation des SIG et principalement des MNT en réalisant pour le compte de l’Agence Nationale des Autoroutes (ANA), une vue tridimensionnelle de l’ensemble de l’Autoroute basée sur un MNT de l’Algérie du Nord, amélioré avec une maille plus serrée. Des dizaines de petits projets de modélisation du relief ont été établi pour des tronçons de l’Autoroute en réalisant des vues en 3D drapées soit avec les cartes d’Etat Major soit avec des orthophoplans à différentes échelles. Mon ami et associé, Mouloud TOUAT, Hydro-climatologue, Master of Science de l'Institut d'Hydro-climatologie d'Odessa (ex. URSS), dans le cadre des activités de notre Bureau d’études, a contribué à l’intégration de cet outil de travail dans les études d’impact sur l’environnement (SIGE), des transferts en eau et des voies de communication, plus particulièrement à 12 l’export en pays africains : Tchad, Mali, Sénégal, Mauritanie, Burkina-Faso et Cap-vert (certains exemples sont extraits de ces travaux). Mon passage à l’université en qualité d’enseignant au département de l’aménagement du territoire à l’USTHB, m’a permis de renforcer cette campagne en assurant le premier module de SIG en Algérie auprès des étudiants. J’ai intéressé certains étudiants pour lesquels j’ai fais soutenir des mémoires d’ingénieurs sur les thèmes des SIG. Plusieurs de ces étudiants occupent aujourd’hui des postes de cadres dirigeants ou de responsables de projets SIG dans différents ministères. L’arrivée des GPS de géodésie dès 1994, donne à GEOSYSTEM Consult une place particulière dans l’acquisition de données géographiques précises et donne naissance à une discipline plus large qui est la Géomatique. Une révolution vient de se faire en topographie particulièrement dans les rattachements de longues portées (mode statique) et dans le levé direct en temps réel (mode RTK). De nouveau, GEOSYSTEM Consult se fait connaître à l’export dans les pays du Maghreb, où plusieurs projets lui sont confiés dans les domaines de l’imagerie spatiale (Mauritanie), et de la navigation au GPS (Egypte, Libye, Tunisie, Maroc) est couplé au SIG. Témoin de toute cette évolution, je suis particulièrement content de voir le milieu universitaire interpelé et impliqué dans cette dynamique de développement des SIG. L’ouvrage que propose Mr Hocine HAMMOUM, le premier en son genre dans cette discipline, s’articule autour des thèmes essentiels suivants : Une présentation des concepts, Une présentation d’un produit logiciel du commerce, intégrant les concepts prédéfinis, Une sélection d’applications concoctées du monde professionnel pour imager et vulgariser les fonctionnalités des SIG. 13 L’ouvrage est dans son ensemble cohérent mais reste non exhaustif. De nombreux autres concepts pourraient être ajoutés dans une version amendée. Les systèmes de projections posent un grand problème aux professionnels. Des concepts de base tels que les fonctionnalités de sélections simples, de sélections multicritères utilisant le langage SQL, d’intersection, de buffer, etc qui sont des fonctionnalités propres aux SIG pourraient être développées dans une prochaine version. Il serait utile de s’intéresser à l’aspect « organisation des données» qui a également connu une évolution fulgurante passant de simples tables, aux bases de données les plus sophistiqués telles que les bases d’informations spatiales. Fions nous à un vieil adage de chez nous qui dit « Ad d-illal ad t-nennal ad as-nsemmi hlal », ce qui se traduit par « Commençons par le commencement ! ». Boualem AISSANI Docteur en Géologie de l’Ingénieur INPL Nancy, France Gérant de la Société GEOSYSTEM Consult 14 Remerciements Nous remercions madame HAMMOUM née Karima BOUZELHA, Maitre de conférences à la faculté du génie de la construction de l’Université Mouloud Mammeri de Tizi Ouzou, pour avoir bien voulu relire le manuscrit et l’avoir corriger. Nous tenons à présenter nos respectueux remerciements à Messieurs Ali HAMZA et Mohammed DJEMAI, Maitres de conférences à la faculté du Génie de la construction de l’Université de Mouloud Mammeri Tizi Ouzou, qui ont bien voulu lire et être rapporteurs de cet ouvrage au comité scientifique du département de génie civil de Tizi Ouzou. Que Monsieur Ramdane SAID, Maître assistant, chargé de cours à l’Université Khemis Meliana, trouve ici nos remerciements, pour avoir bien voulu lire et être rapporteur de cet ouvrage au comité scientifique du département de génie civil de Tizi Ouzou. Un grand merci à Monsieur Malek ABDESSELEM, Maitre de conférences à la faculté d’agronomie de l’Université Mouloud Mammeri de Tizi Ouzou, pour les documents mis à notre disposition et ses encouragements. Qu’il nous soit permis de remercier Monsieur Boualem AISSANI, docteur ingénieur de l’université de Nancy et gérant de la SARL Geosystem Consult d’Alger qui nous fait l’honneur de rédiger la préface de cet ouvrage. Nous exprimons notre profonde gratitude à monsieur Mouloud TOUAT, ingénieur hydrogéologue et gérant de la SARL African Geosystem Campany d’Alger pour ses encouragements et pour l’aide qu’il nous a apporté en mettant à notre disposition des exemples pratiques que nous avons pris le soin d’introduire dans ce manuel. Nous n’oublierons pas de remercier monsieur Mohand Cherif BELAID gérant de la maison d’édition « les Editions pages bleues internationales» pour ses orientations pédagogiques et méthodologiques, et pour avoir placé en nous sa confiance en publiant notre ouvrage. Les au teu rs 15 View publication stats
