Travaux Pratiques 6

TP6 : Manipulation des données géoréférencées 1

Travaux Pratiques 6 : Manipulation des données géor éférencées

I. Observer et calculer des échelles cartographiques ; II. Reconnaître et définir l’échelle cartographique ;

III. L’effet des projections sur la représentation des données spatiales ; IV. L’altération des formes ; V. La notion de projection à la volée.


La première partie de cet exercice traite des échelles cartographiques, la seconde montre comment les projections cartographiques influent sur vos données, tandis que la dernière partie de cet exercice illustre la notion de projection à la volée en utilisant les différentes projections Lambert.

I- Observer et calculer des échelles cartographique s L’échelle cartographique exprime un facteur de réduction appliqué aux entités cartographiques. Pour pouvoir représenter des objets existants à la surface du globe, il est nécessaire de les réduire. L’échelle cartographique exprime un ratio existant entre les distances cartographiques et la distance séparant les objets dans la réalité. Le nombre à gauche du facteur d’échelle représente la distance sur la carte tandis que le nombre à droite se réfère à la distance au sol. Les trois exemples suivant représentant un même facteur de réduction. 1 cm = 2500 cm 1 m = 250 000 cm 1 :2 500 Lorsque vous mesurez une distance sur la carte en centimètre et que vous mesurez la même distance au sol dans une autre unité, il est nécessaire de calculer le facteur de réduction : La distance séparant deux villes sur la carte peut être de 10 cm, tandis que la distance entre les deux villes dans la réalité est de 12 000 mètres (10 cm sur une carte = 12 000 mètres au sol). De manière à pouvoir exprimer le bon facteur d’échelle, il est d’abord nécessaire de convertir ces informations dans le même système de coordonnées. Il est donc nécessaire 12 000 mètres en centimètres. Lorsque vous avez converti ces informations, les valeurs obtenues peuvent être exprimées comme référentiel. Conversion des 12 000 mètres en centimètres 12 000 * 100 = 1 200 000 cm Utiliser ces unités comme référentiel 10 cm (sur la carte) = 1 200 000 cm (au sol) Diviser chaque partie de la fraction par 10 de manière à exprimer un rapport sur 1 10 / 10 = 1 200 000 / 10 Soit 1 = 120 000 1 :120 000 est donc la valeur de votre échelle cartographique. Elle exprime le fait qu’une unité sur la carte est égale à 120 000 unités au sol. Pour calculer une échelle cartographique, vous devez utiliser la formule suivante : 1 / D = DC / DS * FC Où : D : dénominateur d’échelle (1/ 25 000, 25 000 est le dénominateur d’échelle) DC : distance sur la carte DS : distance au sol FC : facteur de conversion utilisé au sol en unités cartographiques. Exemple : 2 cm sur la carte est égale à 500 000 mètres au sol.


Question 1 : Quelle est l’échelle de cette carte ? …………………………………….

II- Reconnaître et définir l’échelle cartographique Dans un premier temps, vous allez démarrer ArcMap, ouvrir un document existant et ajouter les couches nécessaires à la réalisation de cet exercice.

� Lancez ArcMap. � Naviguez jusqu’au répertoire ArcGis I/Documents ArcMap

� Sélectionnez le document ArcMap nommé projection.mxd. � Cliquez sur Ouvrir .

Ce document ArcMap présente les pays du monde et les principales villes. L’échelle cartographique apparaît dans la barre d’outils standard d’ArcMap. Cette dernière peut varier en fonction de la taille de votre fenêtre d’application.


Question 2 : A quelle échelle sont représentés les pays et villes du mondes ? ……………… Dans un premier temps vous allez zoomer sur le MAROC. La valeur de l’échelle cartographique va donc être modifiée.

� Sélectionnez l’outil Zoom avant situé dans la barre d’outils ArcMap. � Utilisez cet outil pour encadrer le Maroc.

Question 3 : Quelle est maintenant la nouvelle échelle de votre carte ? ……………………… Vous pouvez maintenant constater que vous êtes à une plus grande échelle cartographique que celle notée précédemment.

� Cliquez sur le bouton Vue générale de manière à revenir sur l’étendue initiale.

La partie en bas à droite de la barre d’état affiche les coordonnées de votre curseur. Ces coordonnées sont exprimées dans les unités cartographiques. Les pays et les principales villes du monde sont affichés ici en projection Plate Carree World, projection utilisant comme unités des mètres. Les coordonnées qui apparaissent dans la barre d’état sont donc exprimées en mètres.

III- L’effet des projections sur la représentation des données spatiales Projeter les données spatiales engendre souvent une distorsion d’une des propriétés spatiales des objets. Les formes, les surfaces, les distances ou les directions peuvent être altérées. De manière à visualiser ces distorsions, vous allez mesurer la distance qui sépare deux villes africaines (Rabat au Maroc et Cap Town en Afrique du Sud). Dans un premier temps, vous allez zoomer sur la zone d’intérêt.

� Sélectionnez l’outil Zoom avant et tracez un rectangle autour du continent Africain.


ArcMap dispose d’un outil vous permettant de mesurer la distance entre deux unités. Cependant, pour distinguer ces villes les unes des autres, vous allez dans un premier temps les étiqueter.

� Avec le bouton droit de la souris, cliquez sur le nom de la couche Villes dans la table des matières de votre document.

� Dans le menu contextuel, sélectionnez la commande Etiqueter des entités.

Chaque entité de la couche Villes est maintenant étiquetée. La ville de Rabat se situe au nord de la zone d’affichage tandis que la ville de Cap Town se situe à l’extrême sud. Si vous ne voyez pas apparaître l’une ou l’autre de ces villes, utilisez les outils de déplacement et de zoom de manière à ajuster l’affichage de vos données. Vous allez donc mesurer la distance séparant ces deux villes.

� Dans la barre d’outils d’ArcMap, sélectionnez l’outil Mesure.

� Avec cet outil cliquez une fois sur la ville de Rabat, déplacez votre souris et double


cliquez sur la ville de Cap Town.

La distance séparant ces deux villes apparaît dans la barre d’état (coin inférieur gauche de la fenêtre d’application). Question 4 : Quelle est la distance séparant ces deux villes ? …………………………………… Vous allez maintenant changer le système de coordonnées affecté à vos données.

� Dans la table des matières de votre document ArcMap, cliquez avec le bouton droit de la souris sur le Bloc de données (Couches) ;

� Dans le menu contextuel, sélectionnez la commande Propriétés. � Dans la boîte de dialogue Bloc de données Propriétés, sélectionnez l’onglet Système

de coordonnées.

Cet onglet permet de visualiser le système de coordonnées affecté à un bloc de données et éventuellement de le modifier. Vous pouvez constater qu’actuellement, le système de


coordonnées affecté au bloc de données est le système World Plate Carree. Vous allez modifier ce système de coordonnées.

� Dans la partie basse cet onglet, cliquez sur le répertoire Prédéfini de manière à en visualiser son contenu.

Vous pouvez constater que ce répertoire contient deux sous répertoires. Le premier (Geographic Coordinate Systems) permet de définir un système de coordonnées géographiques, le second (Projected Coordinate Systems) permet de choisir parmi tous les systèmes de coordonnées disponibles celui correspondant à la projection que vous souhaitez affecter à vos données.

� Cliquez sur le répertoire Projected Coordinate Systems de manière à en visualiser son contenu.

Vous travaillez sur des données mondiales et allez choisir un système de coordonnées adapté à la représentation du globe.

� Cliquez sur le répertoire World et sélectionnez le système de projection de Behrmann (world) .


� Cliquez sur le bouton OK. Un message d’avertissement apparaît.

� N’en tenez pas compte et cliquez sur le bouton Oui de manière à le fermer. Vous pouvez constater que les entités de vos couches visibles dans votre zone d’affichage géographique changent de représentation. Vous allez modifier les unités de distance du document ArcMap de manière à ce que les distances mesurées s’affichent non plus en mètres mais en kilomètres.

� Dans la table des matières de votre document ArcMap, cliquez avec le bouton droit de la souris sur le Bloc de données (Couches).

� Dans le menu contextuel, sélectionnez la commande Propriétés.


� Dans la boîte de dialogue Propriétés du bloc de couches qui apparaît, sélectionnez l’onglet Général ;

� Dans le menu déroulant Unités Afficher, sélectionnez des kilomètres de manière à indiquer à ArcMap que les distances mesurées devront s’afficher en kilomètres et non pas en mètres.

� Cliquez sur le bouton Ok de manière à fermer cette boîte de dialogue ; � Un message apparaît. N’en tenez pas compte et cliquez sur le bouton Oui de manière à

le fermer ; � En réutilisant l’outil Mesure, mesurez la distance séparant Rabat de Cap Town.

Question 5 : Quelle est maintenant la distance séparant Tanger de Cap Town ? …………… Vous pouvez constater que cette distance n’est plus exactement la même que celle mesurée précédemment. Le choix d’une projection entraîne donc des altérations de la distance, mais aussi de la forme et de la direction.

� Cliquez sur le bouton Vue Générale de manière à visualiser l’ensemble des entités de la couche pays ;

� Rendez invisible la couche villes.

IV- L’altération des formes . Au cours de cette dernière étape, vous allez observer l’importance du choix d’un système de coordonnées dans la représentation des objets. Afin d’observer les déformations spatiales des objets, vous allez utiliser une couche contenant des formes géométriques sphériques. Avant d’aller plus loin dans l’exercice, vous allez revenir à la projection Plate Carree de départ de votre bloc de données.

� Avec le bouton droit de la souris, cliquez sur le bloc de données dans la table de matières du document ArcMap.

� Dans le menu contextuel qui apparaît, sélectionnez la commande Propriétés.


� Sélectionnez l’onglet Système de coordonnées. � Dans le répertoire Prédéfini/ Projected Coordinate Systems/World, sélectionnez le

système de coordonnées nommé Plate Carree.

� Cliquez sur le bouton OK . � Un message d’avertissement apparaît. Cliquez sur le bouton Oui de manière à ne pas

le prendre en compte. � Dans la table des matières du document ArcMap, rendez visibles les entités de la

couche Cercles en cochant la case située devant celle-ci.

Vous pouvez voir apparaître 12 petits bonhommes sphériques.


Vous allez changer le système de coordonnées affecté à votre bloc de données. Vous allez en effet passer du système World_Plate_Carree au système Miller Cylindrical.

� Avec le bouton droit de la souris, cliquez sur le blocs de données dans la table des matières du document ArcMap .

� Dans le menu contextuel qui apparaît, sélectionnez la commande Propriétés. � Sélectionnez l’onglet Système de coordonnées. � Dans le répertoire Prédéfini/ Projected Coordinate Systems/World, sélectionnez le

système de coordonnées nommé Miller Cylindrical (world).

� Cliquez sur le bouton OK . � Un message d’avertissement apparaît. Cliquez sur le bouton Oui de manière à ne pas

prendre en compte.


Vous pouvez maintenant constater que les bonhommes situés sur l’Equateur semblent moins déformés que ceux situés sur les pôles. Cette déformation est due au système de coordonnées sélectionné. Vous pouvez maintenant tester d’autres systèmes de coordonnées de manière à visualiser les distorsions engendrées par chacune d’elles. Essayer d’imaginer pour chacune d’elles dans quelles circonstances vous l’utiliseriez.

� Lorsque vous avez fini, quittez ArcMap sans enregistrer les modifications.

V- La notion de projection à la volée . ArcMap est capable de superposer dans un même document des couches qui sont dans des systèmes de projection différents et ce, sans que la projection initiale soit altérée. C’est ce que l’on appelle la projection à la volée. Nous manipulerons des données exprimées dans différents systèmes Lambert afin d’illustrer cette notion. Dans les étapes précédentes, vous avez vu de quelle manière définir une projection pour un bloc de données- vous savez en effet comment définir une projection pour toutes les couches d’un même document ArcMap. Par défaut, ArcMap affecte à la zone d’affichage cartographique la projection de la première couche ajoutée. Ainsi, lorsque vous ajoutez de nouvelles couches à votre document ArcMap, elles seront automatiquement ajoutées dans la projection par défaut ArcMap.

� Lancez ArcCatalog en double cliquant sur l’icône correspondant dans votre Bureau. � Naviguez jusqu’au répertoire Régions françaises situé sous ArcgisI .


Trois fichiers de formes sont disponibles : France.shp, midi_pyrenees.shp et picardie.shp. Vous souhaitez, avant de les visualiser sous ArcMap, connaître les systèmes de projection dans lesquels sont exprimées ces données.

� Sélectionnez le fichier France, faîtes un clic droit et choisissez Propriétés.

� Dans la boîte de dialogue des Propriétés de la couche, allez dans l’onglet Champs puis sélectionnez le champ Shape.

En bas de la boîte de dialogue, dans la rubrique Propriétés du champ, vous pouvez voir indiquer comme référence spatiale NTF_FranceII_degrees. La projection appliquée au fichier France.shp est donc le Lambert II.


� Cliquez sur OK . Suivez exactement la même démarche afin de répondre aux questions suivantes. Question 6 : Quel est le système de projection appliqué à la couche Midi_pyrenees ? …………………………………………………………………………….. Question 7 : Quel est le système de projection appliqué à la couche Picardie ? …………………………………………………………….. Maintenant que vous connaissez les projections des trois fichiers, vous allez les visualiser sous ArcMap, afin d’observer comment est géré l’affichage de données qui sont exprimés dans différents systèmes.

� Dans la barre d’outils standard, cliquez sur l’icône Démarrer ArcMap .

� Une fois l’interface d’ArcMap ouverte, cliquez sur le bouton Ajouter des données. � Naviguez jusqu’au répertoire ArcgisI\Regions francaises.


� Sélectionnez le fichier france.shp puis cliquez sur Ajouter . La couche correspondant au fichier france.shp s’ajoute alors au document ArcMap.

Vous allez maintenant ajouter les couches Picardie et Midi_pyrenees.

� Cliquez sur le bouton Ajouter des données. � Allez jusqu’au répertoire ArcgisI\Regions francaises. � Sélectionnez le fichier Picardie.shp puis le fichier midi_pyrenees.shp, tout en

gardant la touche Majuscule appuyée.


� Cliquez sur Ajouter . Trois couches sont maintenant disponibles sous ArcMap, trois couches exprimées dans trois systèmes de projection différents.

ArcMap a en effet projeté à la volée les fichiers midi-pyrenees.shp (Lambert III vers Lambert II) et Picardie.shp (Lambert I vers Lambert II) mais il n’a modifié en aucun cas la projection initiale des données.

� Vous pouvez le vérifier en faisant un clic-droit sur la couche midi_pyrenees. � Choisissez le menu Propriétés. � Dans l’onglet Source, vous pouvez effectivement vérifier que la projection appliquée à

cette couche est bien le Lambert III (Origine de la projection : 600000.000000, 3200000.000000).


� Cliquez sur OK puis quittez ArcCatalog.