Les goûters de la géomatique – jeudi 6 mars 2014 – 15h

La plate-forme technologique et géomatique de Bourgogne Franche-Comté vous convie à  une nouvelle séance des goûters de la géomatique le jeudi 6 mars 2014 à 15h, exceptionnellement en salle 214 de la MSH !

Débutants, doctorants, simples curieux, chercheurs intéressés par la modélisation, l’analyse spatiale, les représentations, les outils, les acquisitions et relevés, les statistiques… Rendez-vous autour d’un goûter pour discuter et échanger sur les travaux méthodologiques de chacun sur l’information spatiale !

Voir aussi la page Agenda.

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Compte-rendu : goûter de la géomatique du jeudi 6 février 2014

15h : présentations

Rappelons les origines des goûters : son ouverture à tous, notamment aux débutants curieux. Un rapide tour de table présente encore une fois la diversité des profils des utilisateurs de l’information spatiale.

Étaient présents Laure, Ludovic, Lucile, Maxime, Delphine, Luc, Estelle docteur en géo-archéologie, Jean-Louis chercheur en géographie, Thibault doctorant travaillant sur le mobilier métallique de l’âge de fer, Sileymane, doctorant en économie spatiale tout en travaillant à la MSH sur l’évaluation des politiques publiques, ainsi que David, ingénieur d’étude en archéométrie au laboratoire ArTeHiS.

Présenter un des 10 métiers d’avenir aux étudiants en Licence

Pour préparer une présentation à destination des étudiants de Licence au département de géographie, Maxime demande quelques retours des participants sur l’exercice de la géomatique.

Laure rappelle que l’information spatiale fait à présent partie du quotidien. Le Ministère du redressement productif a d’ailleurs classé la fonction de géomaticien parmi les dix métiers d’avenir. La mention de l’article, notamment le salaire annoncé qui semble davantage celui d’une personne ayant des compétences en informatique et/ou en développement, fait rappeler les craintes des étudiants vis-à-vis de ces compétences très présentes dans les offres d’emploi.

Le Petit guide pratique de la géomatique à destination des employeurs, des candidats et des formateurs de l’AFIGEO sur le métier de géomaticien indique d’ailleurs « le problème du manque de géomaticiens disposant d’une réelle formation informatique est actuellement encore difficile à résoudre car une formation rapide est souvent suffisante à un développeur informatique pour se spécialiser en géomatique et rares sont encore les formations informatiques qui intègrent des modules de géomatique », même s’il rappelle que les métiers de la géomatique sont très diversifiées et ne sauraient s’y limiter.

Laure fait un point historique : ce phénomène est dû à la double composante de la géomatique : informatique et géographie, plutôt orientée actuellement vers l’informatique. En effet, contrairement à d’autres pays, la géomatique n’est pas une discipline à part entière et étudiée comme telle (comme le Canada, par exemple ici).

Un tour de table rapide recentre la problématique : les recruteurs connaissent mal le métier de géomaticien qui peut prendre de multiples formes. En conséquence, il peut leur être difficile de rédiger une offre d’emploi adaptée au profil spécifique recherché et plus facile de lister des compétences attendues très larges, mais au final inutiles.

La mention d’un langage dans une offre de géomaticien ne doit donc pas effrayer les étudiants. Des métiers de géomaticien ne requièrent aucune ligne de commande. Maîtriser et formaliser les concepts ou les idées, les extraire des livres, rédiger des cahiers des charges sont souvent tout aussi importants.

Ludovic rappelle son métier de géomaticien développeur : automatiser et développer des nouvelles fonctionnalités. Une certaine maturité sur les objets et un niveau de formalisme des modèles est nécessaire.

Jean-Louis conclut par son expérience assez longue sur le sujet. Si les outils ont beaucoup évolués, cette véritable révolution s’applique moins sur les concepts et les interrogations à avoir. A quelle question veut-on répondre ? De quoi a-t-on besoin ? Quelles réflexions spatiales formuler (pourquoi un phénomène se trouve à tel endroit et comment inter-agit-il avec un autre ?) ? Il renouvelle l’importance de la réflexion et tempère les peurs face aux techniques qui sont avant tout des outils.

Une pause permet de goûter ce que les participants avaient prévus pour gâter les papilles. Des meringues névés, de délicieux gâteaux noisettes-chocolat, un brownie chocolat-polenta, une brioche aux arabesques gothiques et pépites de chocolat. Jean-Louis a proposé de goûter des biscuits japonais.

Meringue névé
Meringue névé
Copyright : D.MONTAGNE 2014

ACCESS : quels avantages et limites dans son utilisation ?

Les doctorants s’interrogent sur la base de données ACCESS qu’ils utilisent pour leur thèse et des limites que pourrait avoir le logiciel au cours de leurs travaux.

L’outil répond aux utilisations en connaissant les concepts des BDD.

Néanmoins, son ergonomie peut laisser croire que n’importe qui peut l’utiliser et engendrer parfois des erreurs de conceptions et l’utilisation de données incohérentes.

Son utilisation est limitée à un utilisateur, elle ne permet donc pas un lien avec un serveur et le web. Le nombre de données est limité ainsi que le temps des requêtes. Les requêtes fonctionnent avec du pseudo SQL.

Les déclencheurs (ou triggers), contrairement à ce qui a pu être dit au Goûter, semblent exister pour certaines versions d’ACCESS (ou tout au moins avoir un équivalent possible grâce à des macros).

Questions sur la construction d’un SIG

Une question technique et pratique fait suite sur la construction d’un SIG comprenant une carte semblable à un Scan 25 de l’IGN, rehaussée de courbes de niveau.

En visualisant les données, des conseils ont été donnés sur le passage de la projection assez ancienne de Lambert I à Lambert 93 ou long/lat WGS 84.

Pour obtenir ce fond de carte, plusieurs solutions ont été proposées.

On peut utiliser le fond de la cartographie collaborative OpenSteetMap, via l’onglet QGIS Extension/OpenLayers plugin (les fonds OCM et OCM landscape possèdent des courbes de niveau).

Ces données sont disponibles grâce à une connexion Internet. Il est possible de les télécharger (sur GeoFabrik, par exemple ici avec la Bourgogne) afin d’obtenir les données mais celles-ci seront dépourvues de mises en forme. On peut aussi créer une image du résultat en l’enregistrant dans QGIS en image géoréférencée (Projet/Sauvegarder comme image).

Le SRTM possède des données de relief offertes librement à l’échelle mondiale : grâce à QGIS, des lignes de niveau peuvent être créées facilement (Raster/Extraction/Création de contour).

En tant que chercheur, il est possible d’accéder à certaines données de l’IGN. Notons que la GEOBFC possède des données et des scans accessibles aux membres des laboratoires associés à la MSH.

Nouveauté sur les modèles numériques de terrain d’ArcGIS

Laure a présenté une nouveauté rencontrée sur ArcGIS. Les Modèles Numériques de Terrain (MNT) sont réalisés grâce à des ponctuels répartis sur la zone étudiée.

 

Le relevé GNSS après correction différentielle (image releves_topo) rapport Opération archéologique Annegray 2013 sous la responsabilité de Sébastien Bully (UMR 6298 ARTeHIS) et Emmet Marron (université de Galway), partie relevés GNSS et photogrammétrie Laure Saligny,  Thomas Huet, Ludovic Granjon (GEOBFC, MSH Dijon)
Le relevé GNSS après correction différentielle (image releves_topo)
Copyright : rapport opération archéologique Annegray 2013, sous la responsabilité de Sébastien Bully (UMR 6298 ARTeHIS) et Emmet Marron (université de Galway). Partie relevés GNSS et photogrammétrie Laure Saligny, Thomas Huet, Ludovic Granjon (GEOBFC, MSH Dijon)

L’interpolation permet de transformer les ponctuels, données discrètes, en une surface présentant le relief de manière continue. Il en existe de plusieurs types, tous un compromis entre le semis de point, l’extension choisie et le type de relief que l’on veut mettre en évidence.

Il s’agit ici de réaliser des réseaux de triangles irréguliers ralliant les points connus (TIN).

La Production du TIN (Triangular Irregular Network)
La Production du TIN (Triangular Irregular Network)
Copyright : rapport opération archéologique Annegray 2013, sous la responsabilité de Sébastien Bully (UMR 6298 ARTeHIS) et Emmet Marron (université de Galway). Partie relevés GNSS et photogrammétrie Laure Saligny, Thomas Huet, Ludovic Granjon (GEOBFC, MSH Dijon)

Depuis ArcGIS 10, dans les bases de données relationnelles, il existe une classe d’entité « MNT ».

Après avoir créé une géodatabase et activé l’extension 3D Analyst, on ajoute une classe d’entité au MNT (points topographiques relevés, masques (par exemple des vides), des lignes que l’on peut qualifier -rigides, malléables-, la zone d’étude…). On crée ensuite le MNT en spécifiant les types d’entité et un MNT multi-résolution (dont la résolution s’adapte à l’échelle de visualisation). Cette nouveauté ouvre de nouvelles possibilités d’analyses que la GEOBFC souhaite développer.

La production du MNT et des courbes de niveaux (20 cm). Rapport opération archéologique Annegray 2013 sous la responsabilité de Sébastien Bully (UMR 6298 ARTeHIS) et Emmet Marron (université de Galway). Partie relevés GNSS et photogrammétrie Laure Saligny,  Thomas Huet, Ludovic Granjon (GEOBFC, MSH Dijon)
La production du MNT et des courbes de niveaux (20 cm).
Rapport opération archéologique Annegray 2013 sous la responsabilité de Sébastien Bully (UMR 6298 ARTeHIS) et Emmet Marron (université de Galway).
Partie relevés GNSS et photogrammétrie Laure Saligny, Thomas Huet, Ludovic Granjon (GEOBFC, MSH Dijon)

17h : annonce du prochain goûter

Les dernières discussions animées se poursuivent autour des pâtisseries. Quelques annonces externes viennent l’enrichir, notamment celle d’un MOOC de géomatique et d’une session de formation organisée sur le LIDAR, le tout visible à la page Agenda. Laquelle page présente également le prochain rendez-vous des goûters, le 6 mars 2014, exceptionnellement en salle 214.

La topologie, une recette…

Comme indiqué dans notre dernier compte-rendu, nous revenons avec un exemple sur la topologie. La documentation en français étant parfois difficile à réunir, nous vous proposons une recette pas à pas.

La topologie en quelques mots…

La topologie fournit un cadre pour traiter des notions de continuité et de voisinage.

En géomatique, la topologie permet de réduire la taille du stockage (deux pays limitrophes partagent nécessairement la même frontière), de « nettoyer » des shapefiles etc. En sciences humaines, la topologie et les graphes permettent de modéliser des relations (qualitatives) quand les mesures (spatiales, quantitatives) son mal approchées.

Graphe du moulon A (ensemble de structures urbaines contigües, limité par des rues) de Saint-Antonin-Noble-Val (82), d’après le terrier de 1397 (crédit : Albane Rossi, Cécile Rivals)
Graphe du moulon (ensemble de structures urbaines contigües, limitées par des rues) de Saint-Antonin-Noble-Val (82), d’après le terrier de 1397
Copyright : Albane Rossi, Cécile Rivals

La topologie en pratique…

En nous servant de PostGIS, une base de données spatiale qui fournit des outils de topologie, nous présentons l’intégration d’un shapefile (géographique) dans un schéma topologique.

Début – Importer le shapefile test.shp dans PostGIS (avec le plugin PostGIS Shapefile and DBF loader). Dans l’interface graphique du plugin, lors de l’import du shapefile, définir son SRID comme 2154 (projection RGF93 / Lambert-93).

test.shp
Visuel du shapefile test.

1– Sous PostGIS,  dans l’onglet SQL, lancer :

CREATE EXTENSION postgis_topology;

Cette commande créée :

– l’extension topologique de PostGIS (postgis_topology) ;

– un  nouveau schéma (topology) ;

– dans ce schéma, deux tables : layer et topology ;

2– Sous PostGIS, dans l’onglet SQL, lancer :

SELECT topology.CreateTopology(‘ma_topo’, 2154, 0.5);

Où :

‘ma_topo’ est le nom du nouveau schéma topologique ;

2154 est la référence spatiale de ‘ma_topo’ elle doit être identique à celle de la colonne ‘geom’ (lors de l’import su shapefile);

0.5 est la tolérance de la topologie (voir ci-dessous) ;

Cette commande créée :

–  un  nouveau schéma topologique (‘ma_topo’) ;

–  quatre tables dans ce schéma : edge_data, face, node, relation ;

3– Sous PostGIS, dans l’onglet SQL, lancer :

SELECT topology.AddTopoGeometryColumn(‘ma_topo’, ‘public’, ‘test’, ‘topo’, ‘POLYGON’);

Où :

‘ma_topo’ est le nom du schéma topologique ;

‘public’ est le schéma géométrique ;

‘test’ est la table où sera enregistrée la colonne ‘topo’ ;

‘topo’ est la nouvelle colonne topologique dans la table ‘test’ ;

‘POLYGON’ est le type de données qui y sera enregistré ;

Cette commande créée :

– une colonne topologique dans la table ‘test’;

– une ligne dans la table ‘layer’;

4– Sous PostGIS,  dans l’onglet SQL, lancer :

UPDATE test SET topo = topology.toTopoGeom(geom, ‘ma_topo’, 1, 0.5);

Où :

‘test’ est la table qui va être modifiée ;

‘topo’ est la colonne qui va être modifiée ;

‘geom’ la colonne géométrique qui va être lue ;

‘ma_topo’ est le nom du schéma topologique ;

1 fait référence à l’identifiant enregistré dans la table layer ;

0.5 est la tolérance de la transformation topologique ‘geom’ -> ‘topo’ ;

La commande :

– remplit la colonne topo avec les données géométriques transformées (geom -> topo) ;

– remplit les quatre tables (edge_data, face, node, relation) du schéma ‘ma_topo’;

table edge_data
Aperçu de la table edge_data.

C’est la table edge_data qui contient l’information sur les relations de voisinage…

 panneau_attention A ce niveau des erreurs peuvent survenir.

Par exemple : « la fonction st_changeedgegeom(character varying, integer, geometry) n’existe pas ». Ceci est dû à un problème de search_path. Dans ce cas, fermer et relancer pgAdmin III.

Ou par exemple : « ERREUR:  Geometry SRID (un_nombre) does not match column SRID (un_autre_nombre)) ». Le SRID de la colonne ‘geometry’ ne correspond pas à celui de la colonne ‘topo’.

Fin– Importer dans un SIG (par exemple QGIS).

Topologie de test.shp
Résultat de l’opération de topologie sur le shapefile test.

La tolérance (une vertu)

Pour le shapefile test_1.shp (1), il peut y avoir des vides (gaps) et des superpositions (overlaps). L’outil Vérification de topologie de QGIS permet de les mettre en évidence (2).

shapefile test_1 avant (1) et après  (2) la vérification de sa topologie
Shapefile test_1 avant (1) et après (2) la vérification de sa topologie.

On peut savoir quelle est la distance maximale (entre deux points) de ces vides et de ces superpositions avec l’outil Mesurer une longueur de QGIS. Ici, la distance maximale est ≤ 5 m (on est en RGF93). C’est ce paramètre que l’on va rentrer dans les requêtes SQL : CreateTopology et toTopoGeom (voir ci-dessus).

SELECT topology.CreateTopology(‘ma_topo’, 0, 5);
SELECT topology.AddTopoGeometryColumn(‘ma_topo’, ‘public’, ‘test’, ‘topo’, ‘POLYGON’);
UPDATE test SET topo = topology.toTopoGeom(geom, ‘ma_topo’, 1, 5);

Il pourra encore apparaitre des erreurs qu’il faudra chercher à identifier de manière ad hoc, par exemple en levant des exceptions (voir les liens ci-dessous).

Résultat :

topologie de test_1.shp avec une tolérance de 5 degrés
Topologie de test_1.shp avec une tolérance de 5 m.

Si la tolérance avait été nulle :

SELECT topology.CreateTopology(‘ma_topo’, 0, 0);
SELECT topology.AddTopoGeometryColumn(‘ma_topo’, ‘public’, ‘test’, ‘topo’, ‘POLYGON’) As new_layer_id;
UPDATE test SET topo = topology.toTopoGeom(geom, ‘ma_topo’, 1, 0);
topologie de test_1.shp sans tolérance (tolérance=0)
Topologie de test_1.shp sans tolérance (tolérance=0).

Liens sur la topologie dans PostGIS :

simplifier un ensemble de polygones limitrophes (départements)

nettoyer un ensemble de lignes (réseau routier)

Une excellente manière de continuer à ‘topologiser’ en bandes dessinées  :

le Topologicon.pdf

MOOC de géomatique

Copyright CC : SA Wikipédia

Les MOOC sont l’acronyme anglais de Massive Open Online Course, soit des cours en ligne ouverts et massifs. Ce type d’enseignement et de formation est en plein développement (et débats). Il couvre un large choix de thématiques.

L’école polytechnique fédérale de Lausanne, via la plateforme Coursera, propose à partir du 17 février un MOOC en français « Éléments de géomatique » répartis sur 10 semaines.

La plateforme française vient d’ouvrir en janvier 2014, proposant d’ailleurs depuis plusieurs semaines un cours « Fondamentaux en statistique » reprenant de nombreuses méthodes très utilisées en analyse spatiale : statistiques univariées, bivariées et multivariées (ACP, AFC, CAH…).

Vous trouverez toutes les dates dans la page Agenda. Bon cours aux intéressés !