SYSTÈMES D'INFORMATION GÉOGRAPHIQUE : MÉTHODES ET LOGICIELS
Sofia Meurisse (INSERM U 986)
Ecole doctorale Pierre Louis - Saint Malo10 octobre 2012
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Plan
• Définition
• Particularités des données traitées dans un SIG
• Listing des fonctionnalités d’un SIG
• Quel logiciel pour quel besoin
• La réalité de la pratique
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Définition
Un SIG est un ensemble organisé de matériels
informatiques, de logiciels, de données
géographiques et de personnel capable de saisir,
stocker, mettre à jour, manipuler, analyser et
présenter toutes formes d'informations
géographiquement référencées
(F. de Blomac, 1994)
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Informations géographiquement référencées
© INSERM U 986, 2012
• Georéférencement• Donner à l’information sa dimension géographique avec un
CRS (système de coordonnées de référence)
• Géocodage• Permet de passer d’une adresse à des coordonnées
géographiques ( longitude, latitude )• Place Châteaubriand 35412 Saint Malo
latitude : 48.6511988longitude : -2.0239391
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Exemple de Géoréférencement
Image jpeg
Carte où nous avons projeté des événements géocodés
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Système des coordonnées de Référence (CRS)
• Système de référence géodésique (ellipsoïde)
• Système de référence cartographique (projection plane)
• Référentiel EPSG (European Petroleum Survey Group)(http://www.epsg.org)• Identifier les coordonnées pour
décrire la position sans ambiguïté• Définir les transformations
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Projection - Distorsion
France en WGS84 France en Lambert93
Ellipsoïde commun
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Données Spatiales
• Pointsévènements, points de mesure,centroides des communes,…
• Lignesroutes, rivières,…
• Polygonescommunes, départements, régions,…
• Rastersimages représentant par ex. la densité de population,la qualité de l’air, la température, l’occupations des sols, etc. avecune résolution variable
Points, polygones, rasters : le type guide sur le type d’analyse spatiale
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Données spatiales : Data management
• Géoréférencer, géocoder• Transformer• Importer, transformer des formats de fichiers• Naviguer, zoomer, consulter• Superposer, combiner• Couper, agréger • Extraire l’information ou compter des événements dans un rayon
donné• Calculer des distances• Déterminer les voisins d’un individu, d’un objet• Calculer des itinéraires optimaux• …
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Données spatiales : Data management
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Données spatiales : Analyse
• Observations par nature dépendantes• Autocorrélation spatiale
• Echelle d’un phénomène et échelle des mesures• Des points de mesure éloignés ne peuvent pas renseigner
sur la variabilité à petite distance
• MAUP (Modifiable Areal Unit Problem)• Est-ce que nos résultats persisteraient si on changeait le
zonage qui nous est imposé?
• Ecological fallacy (des informations agrégées ne donnent pas forcement d’information au niveau de l’individu)
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Données spatiales : Analyse
Autocorrélation spatiale
K de Ripley
Morans I
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Données spatiales : Analyse
Modélisation
Krigeage
Régression spatiale
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Données spatiales : Epidémiologie spatiale
Recherche des clusters (satscan)
Disease mapping (winbugs)
© INSERM U 986, 2012
Fenêtres de taille variable qui se déplacent en couvrant tout le territoire (cercles ou ellipses) dans le but de trouver le cluster le plus probable. p valeur associé au cluster, obtenue par des simulations de Monte Carlo (Dwass [1957]).
Nb de cas observés/ Nb de cas attendus en lissant les différences des distributions d’âge, de sexe, …,les différences des précisions en prenant en compte le voisinage.
Disease Mapping
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Logiciels SIG – Quel SIG, pour quelle méthode?
• Arcgis, Mapinfo (Data Management et quelques fonctions d’analyse, très bien pour présenter des résultats)
• Qgis, Grass (Data management, plus d’analyse interface avec R)
• Winbugs (module spatial), Satscan (épidémiologie spatiale)
• R (data management mais lent pour les rasters, toutes les analyses sont possibles)
http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_logiciels_SIG
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En pratique
• Géocodage
• Concordance de l’adresse que vous avez soumis à l’adresse que vous avez récupéré
• Précision du point retourné
• De fonctions qui ne marchent pas comme on l’attend (transformations et projections à la volé)
ID_adresse adresse1 5, allée Maurice Dormann, 78000, VERSAILLES, France2 79, rue Notre Dame des Champs, 75006, PARIS, France3 16, rue Joseph Frantz, 91590, LA FERTE ALAIS, France4 6, place de la Gare, 57400, SARREBOURG, France
ID adresse Adresse Passee
Exactitude AdressePassee
Nombre Reponses
Exactitude AdresseRetournée Latitude Longitude Numero Rue
Code Postal Ville Departement Region Pays
1 5, allee Maurice Dormann, 78000, VERSAILLES, France 87 1 87 48.800717 2.152853 5 allée Maurice Dormann 78000 Versailles Yvelines Île-de-France France
2 79, rue Notre Dame des Champs, 75006, PARIS, France 87 1 87 48.842775 2.331738 79 rue Notre-Dame-des-Champs 75006 Paris Paris ÃŽle-de-France France
3 16, rue Joseph Frantz, 91590, LA FERTE ALAIS, France 87 1 87 48.484931 2.364634 16 rue Joseph Frantz 91590 La Ferté-Alais Essonne Île-de-France France
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En pratique
• Des fonctions propres d’un logiciel à l’autre (on ne peut pas compter le nombre des points dans un polygone avec ArcGis)
• Importation des données (espace au niveau du nom de la variable avec ArcGis, xls et non xlsx, des virgules à la place des points,…)
• C’est bien d’avoir au moins deux logiciels (ArcView et R)• Et pour des grand jeux des données : C++, Python
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Références
• Livres• Applied Spatial Data Analysis with R
Roger S. Bivand - Edzer J. Pebesma - Virgilio Gomez-Rubio• Statistical Methods in Spatial Epidemiology
Andrew B. Lawson• Cartographic Science - A Compendium of Map Projections, with
Derivations - Donald Fenna• Sites internet
• logiciel et présentations (!) par Luc Ancelin https://geodacenter.asu.edu/
• Très bonne introduction pour R http://rug.mnhn.fr/semin-r/PDF/semin-R_carto_RBaudoin_170311.pdf
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