L3 Archéologie - Méthodes informatiques en archéologie

Initiation et théorie sur les Systèmes d’Information Géographique

Sylvain BADEY
INRAP - LAT UMR 7324 CITERES
Université de Tours 2022/2023

https://celene.univ-tours.fr/course/view.php?id=14297

sylvain.badey@univ-tours.fr

Générale:

Denègre J., Salgé F. – Les systèmes d’information géographique, Que sais-je ?, PUF, 1996

Lambert N., Zanin C. –Manuel de cartographie - Principes, méthodes, applications: Principes, méthodes, applications, Armand Colin, coll. « Cursus : Géographie », 224 p., 2016

Archéologie:

Rodier X.(dir.), Barge O., Saligny L., Nuninger L., Bertoncello F. – Information spatiale et archéologie, Collections archéologique, Errance, 255p., 2011

Barge O., Rodier X., Gourguen, D., Saligny, L. – L’utilisation des Systèmes d’Information géographique appliquée à l’archéologie française, Revue d’archéométrie, 28, 2004, 15-24.

Bibliographie

Webographie

Tutoriels & Forums:

briques-de-geomatique.readthedocs.io

formationsig.gitlab.io/toc

https://georezo.net/ (forum)

revue et réseau:

http://mappemonde.mgm.fr/

réseau  information spatiale et archéologie: http://isa.univ-tours.fr

Qu'est ce qu'un Système d'Information Géographique (S.I.G.) ?

Les SIG sont nés de la rencontre entre :

•  La gestion de l’information géographique et notamment le dessin assisté par ordinateur (DAO), qui permet de représenter les données graphiquement
•  Les SGBD qui relient des données entre-elle.

Qu'est ce qu'un Système d'Information Géographique (S.I.G.) ?

©Inrap - équipe Formateurs & Référents SIG

Qu'est ce qu'un Système d'Information Géographique (S.I.G.) ?

©Inrap - équipe Formateurs & Référents SIG

Qu'est ce qu'un Système d'Information Géographique (S.I.G.) ?

Les fonctionnalités du SIG (les 5A) :

•  Acquisition: récupérer l'information existante, alimenter le système en données.
•  Archivage: stocker les données de façon à les retrouver et les interroger facilement.
• Analyse: interrogation et analyse des résultats.
• Affichage: représentation graphique des données et des résultats d'analyse.

Qu'est ce qu'un Système d'Information Géographique (S.I.G.) ?

Acquisition

Archivage

Analyse

Affichage

monde réel

information

 Abstraction

Les fonctionnalités du SIG (les 5A) :

modéliser c'est représenter le monde réel de manière simplifiée.

Qu'est ce qu'un Système d'Information Géographique (S.I.G.) ?

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Processus théorique de l'application des SIG à l'échelle de l'opération à l'

Comment définir l'Information Géographique ?

L’information géographique est un ensemble reliant :

•  une information descriptive relative à un objet ou un phénomène du monde terrestre, décrit par sa nature, son aspect et des attributs ; cette description peut inclure des relations avec d’autres objets ou phénomène.

• sa localisation sur la surface terrestre, décrite dans un système de référence explicite.

sémantique de l'objet

géométrie de l'objet

Comment définir l'Information Géographique ?

Au cœur du système se trouve l’information géographique archéologique.

Pour être intégrée au SIG cette information doit être:

• décrite  = information descriptive (quoi ? quand ?) exemple: enregistrement de terrain, inventaires numérisés, ... et structurée dans une base de donnée relationnelle.
• localisée = information spatiale (où ?) tout objet ou phénomène archéologique est localisable dans l'espace et donc représentable cartographiquement.

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information descriptive : Les Tables

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information descriptive : Les champs

Les champs sont paramétrés lors de leur création selon:

• leur type (entier, décimal, chaine de caractère, booléen,...)
• leur longueur (nombre de caractères maximum)
• leur domaine (unique, obligatoire, incrémentation auto, ...)

     !     Chaque table contient un champ d'identifiant unique.

     !    A chaque champ correspond une seule information:

• exemple: pour numéroter un fait archéologique, F152 contient 2 informations:
  • F → Son interprétation: c'est un fait archéologique
  • 152 → Son identifiant

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information descriptive : Les relations

Les tables sont reliées entre elles par des relations de cardinalités:

• 1 à 1 = jointure

exemple: inventaire des faits et tableau de comptage de céramiques par faits.

• 1 à n = 1 à plusieurs

exemple: inventaire des faits et inventaire des US.

• n à m = plusieurs à plusieurs

exemple: inventaire des faits et inventaire des photos.

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information descriptive : Les Bases de Données archéologiques

L'essentiel en 5 points:

• Une base de données répond à une question et une seule (problématique)
• Elle contient toutes les données requises pour le service demandé.
• Pour un système opérationnel il est nécessaire de penser la structure en amont.
• L'information n'est saisie qu'une seule fois (grâce aux relations entre les tables).
• Une seule information par champs.

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information géographique

Etape 1: du géoïde au spheroïde = le système géodésique = datum

géoïde

sphéroïde

À chaque ellipsoïde est associé un système géodésique, aussi appelé datum, qui définit les paramètres de l’ellipsoïde comme son aplatissement, sa forme et son orientation.

En réalité, la planète Terre n'est pas une sphère: c’est un géoïde: elle est bosselée et légèrement aplatie au niveau des pôles.

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information géographique

Système de coordonnées géographique: latitude et longitude

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information géographique

la conversion de positions géographiques d’une surface courbe à une surface plane nécessite l’utilisation d’une équation mathématique complexe

appelée PROJECTION CARTOGRAPHIQUE

Étape 2: de la sphère au plan = la projection cartographique

Lambert N., Zanin C. –Manuel de cartographie - Principes, méthodes, applications: Principes, méthodes, applications, p.37

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information géographique

Étape 2: de la sphère au plan = la projection cartographique

Les projections qui conservent les angles, c’est-à-dire les formes, mais distordent les surfaces sont qualifiées de conformes.

les projections qui conservent les surfaces mais pas les angles, qui  ont tendance à déformer les objets sont qualifiées d'équivalentes.

deux exemples de projections cartographiques:

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information géographique

SCR = Système de coordonnées de références = un datum + une projection

EPSG (European Petroleum Survey Group) = un identifiant numérique unique pour chaque SCR.

Emprise mondiale → WGS84 : EPSG 4326

Emprise européenne → ETRS89-extended : EPSG 3034

Emprise nationale de la France métropolitaine → Lambert 93 : EPSG 2154

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information géographique

SCR - Lambert 93 : EPSG 2154

Le Lambert 93 est une projection conique conforme, reposant, comme le WGS 84, sur l’ellipsoïde IAG GRS80.

Comme il s’agît d’une projection conforme, les surfaces ne sont pas conservées. Les déformations sont les plus grandes aux extrémités nord et sud de la France (altérations linéaires importantes qui y sont associées (2,3 m/km à Dunkerque, 0,60 m/km à Marseille et 2,95 m/km à Bonifacio)...

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information géographique

...pour y remédier, la création de 9 projections coniques conformes sécantes, couvrant 9 zones du nord au sud, ont été adoptées notamment par les géomètres-experts et le service du Cadastre. Elles ont en commun avec le Lambert93 le système géodésique RGF93 et le méridien de référence 3°E (Méridien de Greenwich)

parallèle 47°N

+1°

-1°

  SCR: RGF93CC47

EPSG: 3947

parallèle 47°N

exemple pour l'Indre-et-Loire:

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information géographique

Dans un logiciel de S.I.G. il existe 2 modes de description des données (géo-)graphiques:

Mode vecteur

• Données discontinues
• Données attributaires
• Objets décrits explicitements

ex. de formats: *.shp, *.dxf

Mode raster (ou image)

• Surfaces et images
• Données continues dans l'espace
• Objets non décrits explicitement

(sauf MNT)

ex. de formats: *.tif, *.jpg

RAPPEL: Qu'est ce qu'un Système d'Information Géographique (S.I.G.) ?

©Inrap - équipe Formateurs & Référents SIG

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information géographique

Différents outils d’acquisition de l’information géographique/spatiale:

•  image numérique scannée  → l’image est calée dans le SIG par des coordonnées connues = outil géoréférenceur
•  digitalisation de plan → dessin directement dans le SIG à partir d’un plan calé
•  tableau de données → référentiel de coordonnées (généralement x,y,z + SCR) importé dans le SIG
•  levé topographique → passage par un logiciel dédié ou directement dans le SIG

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information géographique

Les sources cartographiques historiques pour la France métropolitaine:

La table de Peutinger

Les plans terriers

La carte de Cassini

Le cadastre napoléonien

Comment définir l'Information Géographique ?

→ l'Information géographique

Les sources cartographiques contemporaines pour la France métropolitaine:

Les cartes de l'IGN (Institut National Géographique)

Le cadastre numérisé

Les cartes géologiques du BRGM

bonus: https://remonterletemps.ign.fr

Pourquoi faire un S.I.G. ?

Rappel des 5A) :

•  Acquisition: le SIG permet d'acquérir directement de l'information spatiale et descriptive → géoréférencement et BDD.
•  Archivage: le SIG permet d'archiver des données spatiales et descriptives → SGBDR spatiaux, webmapping
• Analyse: le SIG permet d'interroger et d'analyser les données → outils de requête, de (géo-)traitement et d'analyses spatiales.
• Affichage: le SIG permet de faire des représentations (carto-)graphiques efficaces → cartographie et sémiologie graphique.
• Abstraction: le SIG permet de modéliser les objets et phénomènes étudiés par l'archéologie.

Pourquoi faire un S.I.G. en archéologie ?

Pourquoi faire un S.I.G. en archéologie ? et à quelle échelle ?

• l'échelle de la structure
• l'échelle de l'opération
• l'échelle du site / de la ville
• l'échelle micro-régionale / régionale
• ... à très petite échelle...