Géomatique et bases de données spatiales

La géomatique est la discipline qui rassemble tous les outils permettant d’acquérir, de représenter, d’analyser et d’intégrer des données géographiques, c’est-à-dire des objets localisés dans l’espace.

Ce terme, contraction de géographie et informatique, a été proposé par le géomètre français Bernard Dubuisson dans les années 1960.

Michel Paradis, arpenteur géomètre québécois, a popularisé la spécialité dans les années quatre-vingt. Il prédisait que les besoins en données géographiques de la société allaient prendre une importance inédite et qu’il était urgent de regrouper les méthodes de création, de traitement, de stockage et de diffusion de ces données.

L’Université Laval, à Québec, a été la première à enseigner officiellement la discipline en 1986.

La cartographie, dont son acception actuelle, désigne généralement la représentation par des moyens infographiques de données géomatiques.

On distingue trois principales sortes de données spatiales :

• Les données vectorielles : elles sont recueillies soit par relevé direct sur le terrain (topométrie, saisie par terminaux GPS), soit par numérisation d’informations existantes (plans cadastraux, réseaux). Un objet vectoriel est constitué de points géolocalisés et stockés en base avec d’autres champs de type plus classique (entiers, chaînes de caractères…).
• Les données raster : elles sont créées à partir d’images satellite ou de photographies aériennes. Celles-ci sont retravaillées, corrigées, redressées par photogrammétrie pour obtenir une orthophotographie.
• Les données 3D : ce sont des données composites. Des nuages de points sont recueillis par télémétrie (principalement par lidar, c’est-à-dire en mesurant les distances grâce à la lumière, par opposition au radar, qui mesure les distances par l’électromagnétisme, et au sonar qui mesure les distances avec le son). On vient ensuite y ajouter des modèles numériques 3D : de terrain (MNT), de surface (MNS) ou de hauteur (MNH).

Ces données organisées en base constituent un référentiel cartographique.

Il en existe un certain nombre de producteurs, comme l’IGN, le BRGM, OpenStreetMap, ou des sociétés privées, par exemple Navteq ou TeleAtlas pour les données routières.

Le traitement des données spatiales s’effectue dans des logiciels spécialisés appelés SIG (systèmes d’information géographique, en anglais GIS).

Ces outils ont pour objectif d’afficher des informations provenant de différentes sources de référence, par exemple en superposant une orthophotographie avec des parcelles cadastrales. En plus de cela, ils autorisent le croisement des données pour analyser les corrélations, comme entre l’habitat social et la petite délinquance. Ils peuvent également interroger des bases pour permettre de localiser des éléments particuliers tels qu’une borne d’incendie, en connaître une caractéristique spécifique ou trouver l’itinéraire pour y accéder. Enfin, ces outils octroient la possibilité de créer des cartes synthétiques ou thématiques en fonction des besoins.

Ces programmes évoluent de nos jours vers des architectures n-tiers interopérables qui respectent les normes des services web édictées par l’Open Geospatial Consortium (OGC), regroupement mondial d’éditeurs.

Les SIG professionnels reposent sur des bases de données géographiques telles qu’Oracle Spatial, ArcSDE, ou PostGIS. Cette dernière est très puissante, libre, et gratuite.

La diffusion des données traitées peut s’exécuter aussi selon plusieurs autres moyens : au travers de clients légers comme les explorateurs Internet, par la production d’atlas cartographiques, grâce aux systèmes de navigation embarqués à bord des véhicules, etc.

Actuellement, la majorité des grandes entreprises, administrations et collectivités locales disposent de logiciels SIG pour gérer les informations géographiques liées à leur domaine d’activité.

Le principal intérêt des SIG réside dans le fait qu’ils sont capables de répondre à des requêtes spatiales en interrogeant ces objets directement en SQL grâce à des opérateurs géographiques (contenance, intersection) :

• Sélectionne les communes qui sont à plus d’une heure de voiture de la ville la plus proche de 10 000 h ou plus ou bien celles situées à moins de 10 km d’un échangeur autoroutier.
• Sélectionne les tronçons routiers situés dans une zone inondable.
• Sélectionne l’itinéraire le plus favorable pour implanter une rocade routière.

Une base de données spatiale peut aussi contenir des données raster. Celles-ci sont en fait des images, c’est-à-dire des grilles de pixels : photos aériennes, plans scannés, etc. L’image est géolocalisée dans un système de coordonnées. Cela permet de la superposer avec d’autres données vectorielles.

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