Post on 02-Dec-2021
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Systèmes
d’information géographique
Notions de base
Géodésie
F. EL BCHARI
Positionnement et systèmes de coordonnées
Géoréférencement ; sources géoréférencées :
rattachement de données à des coordonnées géographiques
Plusieurs façons de rattacher des données à des coordonnées
géographiques, en fonction de :
l’expression des coordonnées géographiques (mètres, degrés …)
la méthode adoptée pour la projection des données
Systèmes de localisation
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la carte est alors figée dans son système de
géoréférencement initial
impossible de l’associer à d’autres sources de données
exprimées dans un géoréférencement différent
Différences entre CAO et SIG
Dans le logiciel de cartographie, les géoréférencements des
éléments graphiques ne sont pas stockés car ces logiciels ne
possèdent pas d’outil pour les mettre en œuvre.
Systèmes de localisation
La spécificité d’un Système d’Information Géographique est de mettre en relation des
couches d’information stockées dans une même référence spatiale. C’est le principal
avantage d’un SIG. Cependant, exprimer des informations de sources diverses dans
une référence spatiale cohérente est aussi la principale difficulté que l’on rencontre
lors de la mise en place d’un SIG.
Système de coordonnées cohérent:
bonne superposition
décalage
Systèmes de coordonnées différents:
mauvaise superposition
Systèmes de localisation
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Positionnement et systèmes de coordonnées
GÉODÉSIE :
sciences de la mesure
des dimensions et de la
forme de la terre (IGN).
Elle intervient en amont des travaux de cartographie, elle permet d’assurer
le positionnement des bases de données géographiques dans les S.I.G.
Systèmes de localisation
Notre planète n'est pas une sphère parfaite. Elle est légèrementaplatie aux pôles et renflée à l’équateur: c’est un ellipsoïde. Sondiamètre équatorial (≈12756 km) est supérieur à son diamètrepolaire (≈12713 km), ce qui correspond à un aplatissement relatif del'ordre de 1/300.
En réalité, la Terre a une forme de ‘patatoïde’
Le géoïde
Cette déformation est liée à la conjugaison de deux forces à la
surface de la Terre qui agissent dans des directions différentes :
La force de gravité, dirigée vers le centre de la Terre
La force centrifuge, force expulsive
C’est la somme de ces deux forces que l’on nomme pesanteur
Systèmes de localisation
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Le géoïde est une surface abstraite qui épouse au mieux la forme
(bosselée) de la Terre.
En tout point de cette surface, la force de gravité est la même : on
parle de surface équipotentielle de pesanteur.
Isostasie :théorie selon laquelle l’écorce terrestre se maintient dans un équilibre relatif grâce aux différences des densités (donc des gravités)
Le géoïde est aussi défini comme la forme isostatique de la Terre.
Le géoïde
Systèmes de localisation
Le Géoïde est une surface
qui coïncide avec la surface moyenne du niveau des mers et qui se prolonge sous les continents.
La Terre est constituée du
Géoïde surmonté du relief.
Trois surfaces de référence
Systèmes de localisation
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Quel est l’ellipsoïde le mieux adapté ?
Les coordonnées des éléments 1,2,3,4 ne sont pas représentés avec la même précision pour ce référentiel.
L’éllipsoïde local ajuste la partie du géoïde qui correspond à la zone géo-graphique sur laquelle on travaille.
Systèmes de localisation
Exemple :
Datum (système géodésique) NTF
(nouvelle triangulation française)
Ellipsoïde de référence :
Clarke 1880
a=6378249.2m b=6356515.0m
coeff.aplat.=0.00341
Clarke 1880
Ellipsoïde + Datum = Système
Géodésique de Référence
– Défini par 8 constantes:
Origine du système de
coordonnées (3)
Orientation du système de
coordonnées (3)
Dimensions de l’ellipsoïde (2)
Datum = Point de référence
– choisi arbitrairement, ou
– déterminé par des observations
astronomiques
Les systèmes de référence géodésique
Systèmes de localisation
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Les systèmes de référence géodésique
Pour définir un système de coordonnées dans un ellipsoïde local il faut :
les spécifications de l’ellipsoïde local (demi-grand et petit axe, apla.)
sa position par rapport au centre de la Terre. C’est à dire sa position
par rapport à l’ellipsoïde global de référence Par convention la référence est l’ellipsoïde WGS (World Geodesic System)
-décalage en X (Dx) en m
-décalage en Y (Dy) en m
-décalage en Z (Dz) en m
-rotation axe X (Rx) en degrés
-rotation axe Y (Ry) en degrés
-rotation axe Z (Rz) en degrés
-facteur d’échelle (éventuellement)
Local
Systèmes de localisation
Nom Date Rayon Equatorial ou demi-
grand axe a (m)
Rayon Polaire ou demi-petit
axe b (m)
Aplatissement Utilisation
GRS 1980
Geodetic Reference Spheroid1980 6 378 137,0 6 356 752,3 1/298,257 Récemment adopté
WGS 72 1972 6 378 135,0 6 356 750,5 1/298,26 NASA
Australian 1965 6 378 160,0 6 356 774,7 1/298,25 Australie
Krasovsky 1940 6 378 245,0 6 356 863,0 1/298,3 X_Union Soviétique
International 1924
6 378 388,0 6 356 911,9 1/297 Restant du monde
Hayford 1909
Clarke 1880 6 378 249,1 6 356 514,9 1/293,46 la plupart de l'Afrique, France
Clarke 1886 6 378 206,4 6 356 583,8 1/294,98 Amérique du Nord, Philippines
Airy 1849 6 377 563,4 6 356 256,9 1/299,32 Grande Bretagne
Bessel 1841 6 377 397,2 6 356 079,0 1/299,15 Europe Centrale, Chili, Indonésie
Everest 1830 6 377 276,3 6 356 075,4 1/300,80 Inde, Burma, Pakistan, Afganistan, Thailande...
Les systèmes de référence géodésique
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Exemple sur une
carte IGN
Systèmes de localisation
Exemple de projection : Projections Lambert
La projection réglementaire au Maroc est une conique conforme de Lambert. Dans le but de minimiser
les déformations (altérations linéaires), le Maroc a été découpée en 4 zones.
Valeurs pour le calcul des coordonnées en projection Lambert de l'ellipsoïde de Clarke 1880 IGN
Systèmes de localisation
Caractéristiques des projections Lambert-Maroc
Zone Ellipsoïde
Méridie
n
central
(°)
Latitude
référ. (°)
1er
parallèle
standard
(°)
2ème parallèle
standard (°)
Faux Est
(m)
Faux Nord
(m)
1 Clarke 1880 -5.4 33.3 31.7279 34.8717 500000 300000
2 Clarke 1880 -5.4 29.7 28.1063 31.2933 500000 300000
3 Clarke 1880 -5.4 26.1 24.5075 27.6921 1200000 400000
4 Clarke 1880 -5.4 22.5 20.9076 24.0921 1500000 400000
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Référentiel géodésique ED50
Ellipsoïde associé International (Hayford 1909)
X0 (False Easting) 500 000 m
Y0 (False Northing) 0 m
Longitude origine -3°, 3°, 9° Est Greenwich
(fuseaux 30, 31, 32)
Facteur d'échelle 0,9996
La projection cylindrique UTM (Universal Transverse Mercator) couvre le monde entier et est
constituée de 60 fuseaux de 6 degrés d'amplitude en longitude.
La France est sur 3 fuseaux :
UTM Nord fuseau 30 : entre 6 degrés ouest et 0 degré Greenwich
UTM Nord fuseau 31 : entre 0 degré et 6 degrés est Greenwich
UTM Nord fuseau 32 : entre 6 degrés est et 12 degrés est Greenwich
Remarque : On emploie également la
projection UTM associée à d'autres
référentiels géodésiques (comme le
WGS84), donc avec d'autres ellipsoïdes
(IAG GRS 1980 pour le WGS84)
Exemple de projection : Projections UTM
Systèmes de localisation
La carte topographique
L’information de référence à l ’IGN
BD Carto®
BD Topo®
BD Ortho®
Scan25, Scan100
BD Alti®
BD Topo-foncière ®
Des bases de donnée
numérique
Systèmes de localisation