Mémoire de fin d’étude
En vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur Grade Master II en
« GEOMETRE TOPOGRAPHE »
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE
DEPARTEMENT : INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET
FONCIERE
MENTION : INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET
AMENAGEMENT DU TERRITOIRE
PARCOURS : GEOMETRE TOPOGRAPHE
«METHODE DE MISE A JOUR DE LA CARTE
TOPOGRAPHIQUE A L’ECHELLE 1/10000 A PARTIR DE
L’ORTHOBASE SPOT 5 »
Présenté par RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
Présenté le 09 octobre 2015
par : RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
Encadreur pédagogique : Professeur RABARIMANANA Mamy
Encadreur professionnel : Madame Nary Herinirina Iarivo
Mémoire de fin d’étude
En vue de l’obtention du diplôme d’Ingénieur Grade Master II en
« GEOMETRE TOPOGRAPHE
Présenté par
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
Président : Docteur RABETSIAHINY, Maître de conférences, Enseignant chercheur à
l’ESPA
Examinateurs : Monsieur : RAHAINGOALISON Narizo Mahefa, Directeur de
l’infrastructure Géographique et Hydrographique, FTM
Docteur ANDRIAMASIMANANA hanitriniaina rado ; maître de
conférence à l’ESPA
Encadreur pédagogique : Professeur RABARIMANANA Mamy ; Chef de département IGF
Encadreur professionnel : Madame Nary Herinirina Iarivo ; Chef de Service de la
cartographie
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE
DEPARTEMENT : INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET
FONCIERE
MENTION : INFORMATION GEOGRAPHIQUE ET
AMENAGEMENT DU TERRITOIRE
PARCOURS : GEOMETRE TOPOGRAPHE
«METHODE DE MISE A JOUR DE LA CARTE
TOPOGRAPHIQUE A L’ECHELLE 1/10000 A PARTIR DE
L’ORTHOBASE SPOT 5 »
Présenté par RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara I
REMERCIEMENTS
Le présent mémoire n'a pu être mis au point sans l'aide et les aimables contributions de
plusieurs personnes qui ont facilité nos travaux de recherche.
C'est donc avec la plus grande joie que nous adressons notre reconnaissance infinie et
sincère, ainsi que nos plus vifs remerciements
A Dieu le créateur, grâce à sa conduite et à ses aides, nous avons eu l'opportunité de
contempler ses merveilleuses créatures, et la possibilité de mener à bien ce présent mémoire.
"Oui Dieu est bon, éternel est son amour"
A Professeur ANDRIANARY Philippe Antoine, Directeur de l’Ecole Supérieure
Polytechnique d’Antananarivo, qui nous ont accueillis dans son institution.
“ Veuillez trouver, Monsieur le Directeur, nos déférences ”.
A Docteur RABETSIAHINY, Maître de conférences, Enseignant chercheur à L’ESPA,
d’avoir accepté de présider cette soutenance de mémoire.
A Professeur RABARIMANANA Mamy, Chef du département IGF, encadreur
pédagogique de ce mémoire.
A Madame NARY Herinirina Iarivo, Chef de Service de la Cartographie, notre
encadreur professionnel. Vous nous avez prodigué vos directifs et précieux conseils
pour la meilleure réalisation de ce travail.
"Nous vous adressons nos sincères et chaleureux remerciements".
A Monsieur RAHANGOALISON Narizo, Directeur de l’infrastructure Géographique
et Hydrographique au FTM.
A Docteur ANDRIAMASIMANANA hanitriniaina rado ; maître de conférence à
l’ESPA
“ Veuillez agréer nos remerciements pour l’honneur que vous nous accordez en
acceptant avec spontanéité et bienveillance d’examiner nos travaux.
A mes parents, ma famille, nos amis et connaissances. Grâce à vos prières ainsi que
votre soutien moral, financier et matériel, nous avons toujours eu le courage d'aller en
avant.
"Encore une fois et du fond de notre cœur : nous vous disons merci".
Je tiens aussi à remercier tout le personnel du FTM de m’avoir fourni les données
nécessaires pour réaliser ce travail. Je les remercie aussi pour leurs accueils chaleureux et leur
gentillesse.
A tous ceux qui, de près ou de loin, ont participé à l'élaboration de ce mémoire. Qu'ils
trouvent ici notre reconnaissance et notre gratitude.
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara II
SOMMAIRE
REMERCIEMENTS ............................................................................................................................... I
SOMMAIRE.......................................................................................................................................... II
LISTE DES ACRONYMES ................................................................................................................ IV
LISTE DES FIGURES ........................................................................................................................ IV
LISTE DES PHOTOS ........................................................................................................................... V
LISTE DES IMAGES ............................................................................................................................ V
LISTE DES TABLEAUX ...................................................................................................................... V
LISTE DES ORGANIGRAMMES ....................................................................................................... V
LISTE DES DIAGRAMMES .............................................................................................................. VI
LISTE DES CARTES .......................................................................................................................... VI
LISTE DES FORMULES .................................................................................................................... VI
LISTE DES ANNEXES ...................................................................................................................... VII
AVANT PROPOS ............................................................................................................................ VIII
INTRODUCTION ................................................................................................................................. 1
PARTIE I : GENERALITES SUR LA CARTE .................................................................................. 2
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LA CARTE ........................................................................................................ 2
CHAPITRE II : PRESENTATION DE L’ORTHOBASE SPOT 5 ................................................................................... 9
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara III
PARTIE II : DESCRIPTION DE LA ZONE D’ETUDE ET LA METHODOLOGIE DU
TRAVAIL ............................................................................................................................................... 2
CHAPITRE III : LOCALISATION DE LA ZONE D’ETUDE ....................................................................................... 13
CHAPITRE IV : PRESENTATION DE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE A L’ECHELLE 1/10000 .................................... 18
CHAPITRE V : CONCEPT DE BASE DE LA TELEDETECTION ................................................................................. 28
CHAPITRE VI : LA METHODOLOGIE DU TRAVAIL ............................................................................................. 31
PARTIE III : LES RESULTATS ET LES CARTES OBTENUS APRES LES TRAITEMENTS
DE L’ORTHOBASE ........................................................................................................................... 48
CHAPITRE VII : TRAVAUX SUR TERRAIN ET RESULTATS DES EXTRACTIONS DES INFORMATIONS .................... 49
CHAPITRE VIII : EVOLUTION DES INFORMATIONS DE LA ZONE DE L’ANNEE 1999 JUSQU’ EN 2012 ................. 55
CHAPITRE IX : LES CARTES OBTENUES APRES TRAITEMENT DE L’ORTHOBASE SPOT 5 ................................... 62
CONCLUSION .................................................................................................................................... 68
BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE ....................................................................................... 69
ANNEXES ........................................................................................................................................... 71
TABLE DES MATIERES ................................................................................................................... IX
RESUME ........................................................................................................................................... XIV
ABSTRACT ...................................................................................................................................... XIV
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara IV
LISTE DES ACRONYMES
FTM : Foiben-Taosaritanin’i Madagasikara
CNTIG : Centre National de Télédétection et d’Information Géographique
IGN : Institut Géographique National
SPOT : Système Pour l’Observation de la Terre
SIG : Système d’Information Géographique
OTB : Orfeo Tool Box
HRS : Haute Résolution Stéréoscopique
HRV : Haute Résolution Visible
EQM : Erreur Quadratique Moyenne
LIDAR : Light Detection And Ranging
RADAR : Radio Detection And Ranging
GOES : Geostationary Operational Environmental Satellite
NDVI : Normalized Difference Vegetation Index
WGS 84 : World Geodetic System 1984
UTM : Universal Transerve Mercator
LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Echelle graphique ...................................................................................................... 8
Figure 2 : Evolution de l’image SPOT ....................................................................................... 9
Figure 3 : Localisation de feuille P47 (Source FTM) ............................................................... 14
Figure 4 : Aéroport International d’Ivato (Source : Image Google) ........................................ 17
Figure 5 : A gauche une carte topographique au 1 :10000 et à droite de la même zone sur
l’image SPOT 5 (Source FTM) ................................................................................................ 18
Figure 6 : Eglise et cimetière ........................................................... Erreur ! Signet non défini.
Figure 7 : Extrait de courbe de niveau ..................................................................................... 26
Figure 8 : Principe du système de télédétection .............................. Erreur ! Signet non défini.
Figure 9 : Interprétation des signatures spectrales des images SPOT ................................. 39
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara V
LISTE DES PHOTOS
Photo 1 : Route goudronnée large ............................................................................................ 21
Photo 2 : Route goudronnée étroite .......................................................................................... 21
Photo 3 : Route en remblai ....................................................................................................... 22
Photo 4 : Route en déblai ......................................................................................................... 23
Photo 5 : Végétations, Rizières, Cultures (Source : Carte topo 1 :10000) .............................. 24
Photo 6 : Station d’essence et hôtel (Source : Image Google) ................................................. 24
Photo 7 : Marais et Lac d’Ambohibao (Source carte topo 1 :10000, Google) ....................... 25
Photo 8 : A gauche, rivières et sable inondés et à droite, un cours d’eau permanent .............. 26
Photo 9 : Point cotés ................................................................................................................. 27
LISTE DES IMAGES
Image 1: Image colorée comportant 5 bandes (Source : FTM) ................................................ 33
Image 2 : Composition coloré 314 (Source : FTM) ................................................................. 34
Image 3 : Composition colorée 321 ou naturelle (Source : FTM) ........................................... 35
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Caractéristique des images SPOT 5 ...................................................................... 11
Tableau 2 : Les classes administratives des grandes agglomérations dans la zone d’étude .... 16
Tableau 3 : Liste d’occupation du sol ...................................................................................... 38
Tableau 4 : Evaluation de la matrice de confusion obtenue par la classification supervisée de
l’image SPOT 5 ........................................................................................................................ 40
Tableau 5 : Contrôle de Calage ................................................................................................ 43
Tableau 6 : Les légendes qu’on a pu mettre à jour à partir de l’image SPOT 5 ...................... 61
LISTE DES ORGANIGRAMMES
Organigramme 1 : Modèle de classification............................................................................. 37
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara VI
Organigramme 2 : Méthode d’extraction des informations à partir de l’image SPOT ............ 47
Organigramme 3 : Réalisation de la carte d’évolution ............................................................. 65
Organigramme 4 : Techniques et méthode pour réviser la BD 10 à partir des images
satellitaires ................................................................................................................................ 67
LISTE DES DIAGRAMMES
Diagramme 1 : Evolution de l’occupation du sol de 1999 à 2012 ........................................... 59
LISTE DES CARTES
Carte 1 : Carte de localisation de la zone d’étude .................................................................... 15
Carte 2 : Extrait des rizières et terrain boisé en 1999 et 2012 .................................................. 50
Carte 3 : Extrait des zones marécageuses en 1999 et 2012 ...................................................... 51
Carte 4 : Extrait des zones bâtis en 1999 et 2012 ..................................................................... 52
Carte 5 : Extrait des informations routières en 1999 et 2012 ................................................... 53
Carte 6 : Evolution des rizières et terrain boisé entre 1999 et 2012 ......................................... 55
Carte 7 : Evolution des zones marécageuses entre 1999 et 2012 ............................................. 56
Carte 8 : Evolution des zones bâtis entre 1999 et 2012 ........................................................... 57
Carte 9 : Evolution des informations routières entre 1999 et 2012 .......................................... 58
Carte 10 : Ancienne carte topographique au 1 :10000 ............................................................. 63
Carte 11 : Cartes des nouveaux éléments apportés par l’orthobase SPOT 5 ........................... 64
LISTE DES FORMULES
Formule 1 : Erreur moyenne quadratique en x ......................................................................... 43
Formule 2 : Erreur moyenne quadratique en y ......................................................................... 44
Formule 3 : Erreur moyenne quadratique en xy ....................................................................... 44
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara VII
LISTE DES ANNEXES
Annexe 1 : GENERALITES SUR LE SIG ................................................................................ i
Annexe 2 : LES LOGICIELS ET MATERIELS UTILISES .................................................... iv
Annexe 3 : ANCIENNE CARTE TOPOGRAPHIQUE A L’ECHELLE 1 : 10000 DE LA
ZONE P47_b1 ........................................................................................................................... vi
Annexe 4 : INTERPRETATION DES LEGENDES ............................................................... vii
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara VIII
AVANT PROPOS
Ce stage de mémoire fait preuve de la collaboration étroite entre la FTM et
l’Ecole Supérieure Polytechnique Antananarivo ( ESPA ). De ce fait, c’est un honneur pour
moi de présenter en quelques lignes l’institut au sein duquel j’ai pu réaliser cette étude.
Description
FTM (Foiben-taosaritanin’i Madagasikara) est un établissement public à caractère
administratif (EPA) chargé de la maîtrise de l’information géographique, hydrographique et
cartographique. Elle est dotée de la personnalité morale, de l’autonomie administrative et
financière, et jouit l’indépendance technique pour l’exécution de sa mission. Sa gestion
est régie par les dispositions du décret n°2010-0395.
Des agences du FTM peuvent être créées par voie d’Arrêté conjoint du Ministère de
tutelle budgétaire, de la comptabilité publique et technique.
Missions :
Le FTM a pour mission : d’ établir et de mettre à jour les cartes topographiques de base
du territoire national et les cartes dérivées, de contrôler tous travaux topographiques et
topométriques, tous travaux de nivellement de précision, tous travaux de prise de vues
aériennes , de produire et de mettre à jour sur l’ensemble du territoire des bases de
données géographiques de référence uniques et homogènes.
Objectifs :
Son objectif est de mettre en place, d’assurer et de maintenir son rôle d’autorité dans le
domaine de l’information géographique et hydrographique. En outre, le FTM cherche à mettre
à la disposition des utilisateurs des informations géographiques et hydrographiques à jour et
conformes aux normes.
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara 1
INTRODUCTION
Durant les dernières décennies, l’évolution technologique importante en matière de
gestion et de traitement de l'information géographique a entraîné des changements dans les
techniques de production cartographique. En effet, la production de cartes topographiques à
partir d’imagerie satellitaire a longtemps été limitée à des zones pilotes. Elle n’a émergé de
façon opérationnelle qu’avec l’arrivée sur le marché de capteurs à haute ou très haute résolution
au début des années 2000. Dans ce contexte, SPOT5, lancé en 2002, est un outil unique qui
répond aux besoins de production cartographique (nouvelle production ou mise à jour) à des
échelles allant jusqu’au 1 : 10 000, grâce à sa haute résolution de son capteur HRG (2.5 m ou 5
m), aux capacités stéréoscopiques de son instrument HRS, et à son large fauchée (120 km).
C’est ainsi que notre étude est basée sur « Methode de mise à jour des cartes
topographiques à l’échelle 1 / 10000 à partir de l’orthobase SPOT 5 ».
L’objectif de notre étude consiste donc à établir et à mettre à jour la carte topographique
de base à l’échelle 1 : 10 000, à recueillir et à conserver les données satellitaires, à réaliser des
nouvelles bases de données géographiques. Elle a été mise en pratique sur la zone d’Ivato,
application sur la feuille P47 dérivant du découpage en 1 : 100000 de Madagascar.
A travers cet ouvrage, nous présenterons d’ abord des actualités sur la cartographie.
Ensuite, la description de la zone d’étude et la méthodologie du travail et enfin, les résultats et
les cartes obtenues après les traitements de l’orthobase SPOT 5.
PARTIE I : GENERALITES SUR LA
CARTE
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
2 2
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LA CARTE
I.1 : Définition de la cartographie :
D’après l’Association Cartographique Internationale (ACI), la cartographie est
«L’ensemble des études et des opérations scientifiques, artistiques et techniques intervenant à
partir des résultats d’observations directes ou de l’exploitation d’une documentation, en vue de
l’élaboration de cartes et autres modes d’expression, ainsi que de leur utilisation ». [1]
Ainsi, la carte est définie comme étant « une image codée de la réalité géographique représentant
une sélection d’objets ou de caractéristiques, relevant de l’effort créateur de son auteur par le choix
opérés et destinés à être utilisés lorsque les relations spatiales ont une pertinence essentielle»
De plus, une carte est une représentation géométrique plane, simplifiée et conventionnelle
de toute ou une partie de la surface terrestre et celle- ci, dans un rapport de similitude convenable
qu’on appelle échelle.
I.2 : Classification des cartes
Une classification doit regrouper des individus selon leurs caractères fondamentaux, soit
en considérant le contenu, soit le mode d’expression (le contenant).
I.2.1 : Classification selon le contenu
Selon le contenu, les cartes sont regroupées en 2 grandes classes principales :
A. Carte topographique
Les cartes topographiques sont sur lesquelles figurent essentiellement les résultats des
observations directes concernant la position planimétrique et altimétrique : la forme, la dimension
et l’identification des phénomènes concrets fixes et durables existant à la surface du sol (aspect
descriptif de la physionomie du terrain). La précision de cette carte, issue de levés à grandes
échelles comme 1 :10000 selon notre étude, permet d’effectuer des mesures exactes de distances,
de surfaces, d’angles et de directions.
Sur une carte topographique à 1 :10000, on peut trouver les informations suivantes :
L’hydrographie comme des rizières, lac, cours d’eau ; La Toponymie (nom des lieux, routes) qui
est généralement représentée en noir ; La végétation (Espace boisé, verger, plantations forestières)
qui est représentée en vert ; Le relief (montagnes, pentes, vallées).
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
3 3
B. Carte thématique
Les cartes thématiques représentent sur un fond repère, des phénomènes qualitatifs ou
quantitatifs concrets ou abstraits circonscrits et limités par le choix d’un ou plusieurs sujets
particuliers.
Parmi les cartes thématiques, on peut effectuer un classement par thèmes, par exemple:
- Les cartes physiques : Géophysique, Géologique, Géomorphologique, Pédologique
indiquant les affleurements des terrains du sous-sol dans leur limite, leur nature ainsi que
les déformations qui les affectent (plis, faille, etc …) ;
- Les cartes Biogéographiques : Phytoécologique, Zoologique, Écologique servant à
l’entreprise chargée du déboisement et aux responsables de l’environnement.
- Les cartes Économiques : Agricole, Industrielle, Transport, Commerce indiquant la
répartition des différentes activités
I.3 : Représentation cartographique de la surface de la terre
La surface de la terre est une forme complexe impossible à modéliser
parfaitement. Pour mieux projeter les différentes cartes et pour mieux connaître le vrai
positionnement, il faut chercher une forme approximative de la terre et ensuite la
représenter sous forme de formule mathématique. Deux types de représentations spécifiées
sont souvent utilisés par la cartographie.
Le géoïde :
C’est une surface moyenne de niveau zéro, équipotentielle du champ de gravité
qui coïncide avec la surface moyenne du niveau des mers ouvertes, prise comme
origine des altitudes.
L’ellipsoïde :
La connaissance du géoïde permet au cartographe de définir des ellipsoïdes qui sont des
surfaces géométriques, dont les écarts par rapport au géoïde ne dépassent pas une centaine de
mètres.
I.3.1 : Notion de projection
Dans l’étude cartographique, la projection concerne la modélisation de la surface
terrestre sur un plan. On l’appelle aussi une représentation plane.
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
4 4
Comme la terre prend la forme approchée d’un ellipsoïde de révolution, il faudra donc trouver
une surface mathématique plus proche: surface référentielle. De plus, cet ellipsoïde n’étant
pas applicable sur le plan. Ainsi, il y a toujours une déformation :
Angulaire,
Linéaire.
En effet, il y a 3 catégories de représentation :
Projections équivalentes, conservant les surfaces,
Projections conformes, conservant les angles et des distances (utilisées en géodésie,
topographie, cartographie …)
Projections gnomoniques, ne conservent ni angle ni distances ou projection
aphylactique
En outre, les projections les plus utilisées sont : Mercator (direct, équatorial, oblique), Mercator
Transverse Universelle (UTM), Lambert, stéréographique polaire.
Les ellipsoïdes de référence sont :
USA: Clark 1966,
GPS : WGS84: GRS80,
Madagascar: Hayford 1924 (adopté par UGGI en 1924).
I.3.2 : Projection Laborde Madagascar
La projection Laborde de Madagascar est une projection plus proche de représentation oblique
de Mercator (décalage 1.13m au sud). Elle prend comme surface de référence l’ellipsoïde
international Hayford 1924 dont :
- Le demi grand axe : 6378388m,
- Le demi petit axe : 6356911.946m,
- Coordonnées de l’origine : 𝑋𝑜 = 1113136.3146 m et 𝑌𝑜 = 2882900.7279 m.
En effet, les paramètres de projection Laborde sont :
- Ellipsoïde : Hayford International.
- Centre de projection : φ=-21 gr sud et λ=49 gr Est Paris
- Rotation : 21 gr déviation par rapport à l’isomètre central
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
5 5
- K0 (coefficient de réduction d’échelle) = 0.9995
- Coordonnées du centre de projection : 𝑋𝑜 = 400000 m et 𝑌𝑜 =800000m
I.4 : Qualité d’une carte
On distingue les qualités fondamentales qui tiennent à la valeur intrinsèque du document
et les qualités graphiques qui s’apparentent à sa mise en forme. Ces dernières n’étant pas les
moindres, car il ne suffit qu’une carte soit juste encore faut-il que l’utilisateur puisse
l’interpréter correctement.
I.4.1 : Qualité fondamentale ou qualité interne d’une carte
La modélisation des données doit être parfaite pour que le lecteur soit capable d’extraire
l’information qui l’intéresse sur la carte comme la précision, l’exactitude.
A. La précision
La précision est une valeur intrinsèque de la carte :
- Précision des données : Canevas d’appui, échelle des photos, précision des appareils de
restitution, autant que valeur des données statistiques ;
- Précision graphique : Erreur graphique minimale, stabilité du support, fidélité du dessin,
rigueur des travaux de reproduction, jeu du papier...
B. L’exactitude
L’exactitude est une conformité aux spécifications :
- Dans la saisie des données : Le technicien doit respecter les méthodes de levé,
d’identification ; le géographe doit recueillir des données homogènes, significatives...,
- Dans l’interprétation cartographique : Observer un traitement rigoureux des données,
respecter les règles de sémiologie, d’écriture, les spécifications de rédaction, de
reproduction
I.4.2 : Qualités graphique ou qualités externes d’une carte
A : La lisibilité
La lisibilité est une bonne perception du contenu, qui dépend de :
- L’utilisation pertinente des outils de sémiologie graphique.
- L’application des règles de lisibilité.
La qualité du graphisme, netteté, choix des couleurs, qualité de l’impression.
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
6 6
B : La sélectivité
La sélectivité est une aptitude à distinguer les différentes catégories d’objets en fonction
des choix fixés pour une carte donnée. Ainsi, elle dépendra :
- De la densité des objets,
- Des niveaux de lecture choisis,
- Du nombre de couleurs et de leur bonne utilisation,
- D’une bonne adéquation des règles graphiques et des objets à signifier
C : L’esthétique
L’esthétique est en fonction de la maîtrise du concepteur dans les techniques
cartographiques, de son goût et de son sens artistique.
En effet, l’usage des techniques informatiques ne dispense pas de respecter les règles
fondamentales jusqu’ici énoncées et celles à venir. Seul l’outil diffère, avec de nouvelles
possibilités mais aussi de nouvelles contraintes.
I.5. Les différentes types de carte
On peut classer les cartes suivant une multitude de critères mais pour éviter une
classification complexe et inutile, on a choisi certains critères et ignoré les autres.
I.5.1 Echelle
Le premier critère, le plus courant est tout d’abord l’échelle. L’Institut Géographique
National de Paris a défini trois classes pour les cartes suivant l’échelle :
- Les cartes à très grand échelle : échelle supérieure ou égale à 1/1000,
- Les cartes à grande échelle : de 1/10000 à 1/25000 inclus,
- Les cartes à moyenne échelle : de 1/25000 à 1/100000 inclus,
- Les cartes à petite échelle : de 1/100000 à 1/500000 inclus,
- Les cartes à très petite échelle : inférieure ou égale à 1/1000000.
I.5.2 Nature
Le deuxième critère repose sur la nature, la précision et l’exactitude des documents
originaux servant de base pour la rédaction de la carte. Selon la valeur de ces éléments de départ,
on différencie :
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
7 7
- Les cartes de base : une représentation la plus précise et la plus complète du terrain,
directement issue des opérations de mesures et de levé sur terrain dont l’édition résulte
directement et immédiatement de ces travaux. Toutes les autres cartes sont issues de la
carte de base sans un nouveau recourt au terrain,
- Les cartes dérivées : elles sont obtenues par généralisation, avec ou sans réduction
d’échelle soit directement à partir des cartes de base, soit à partir d’autres cartes
dérivées,
- Les cartes de compilation : issues de documents hétérogènes par leur origine, précision
et leur échelle.
I.5.3. Contenu
Le troisième critère est la nature et le contenu de la carte elle-même. On peut définir
deux classes :
Les cartes topographiques : qui représentent le sol et ce qui se trouve à la surface, selon
des conventions et une généralisation appropriées à l’échelle ; elles ne sont donc que
descriptives et représentent les objets proportionnellement à leur importance
intrinsèque.
Les cartes géographiques (dites cartes thématiques) qui traduisent sur un fond
topographique, au moyen de conventions spéciales, des faits et des phénomènes se
produisant à la surface de la terre et faisant l’objet d’études géographiques. Il y a donc
un déséquilibre de la représentation des objets en faveur d’une ou plusieurs catégories
d’entre eux.
I.6. ORIENTATION
I.6.1. Echelle numérique
L’échelle (E) d’une carte est définie par le rapport entre une distance d sur la carte et la
distance correspondant réelle D sur le terrain.
Les différentes échelles utilisés sont : Cartes Topo 1/10.000, 1/25.000, 1/50.000,
1/100.000, 1/200.000 (Cartes routières).
𝐸 =𝑑
𝐷
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
8 8
L’Echelle ainsi donnée est appelée une échelle numérique. Le fond topographique des
cartes géologiques dépend des pays et de leur historique.
I.6.2. Echelle graphique
L’échelle d’une carte, d’une coupe, d’une figure, d’un dessin ou d’un document peut
être donnée sous forme graphique : Segment gradué en km, hm, m, cm, etc…
Figure 1 : Echelle graphique
Cette échelle graphique est recommandée pour les coupes géologiques pour une
meilleure visualisation des dimensions.
En outre, cette échelle graphique se conserve lors de la reproduction des documents
(scanning, photocopies, etc…).
I.6.3. L’orientation
Le Nord géographique sur une carte de localisation est indiqué par une flèche orientée
verticalement vers le haut.
Elle est indiquée sur la carte topographique (en général au 1/50.000) sur les bords de la
carte, sont annotées les longitudes et latitudes terrestres principales, ces annotations sont utiles
pour la localisation de points géologiques principaux.
L’orientation d’une coupe géologique doit être donnée par les lettres des points
cardinaux principaux.
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
9 9
CHAPITRE II : PRESENTATION DE L’ORTHOBASE SPOT 5
II.1 : Historique
Initié par la France à la fin des années 1970, le programme SPOT (Satellite Pour
l'Observation de la Terre) s'est concrétisé depuis février 1986 par la mise sur orbite de cinq
satellites équipés de capteurs à haute résolution. Le dernier de la série, SPOT 5, a été mis sur
orbite le 4 mai 2002 depuis la base de lancement de Kourou par un lanceur Ariane 4.
De plus, les satellites SPOT (Système probatoire d’Observation de la Terre ou Satellite
Pour l’Observation de la Terre) sont une série de satellites de télédétection civils d’observation
du sol terrestre. La commercialisation et la production sont assurées par le groupe Spot Image
avec l’appui d’un réseau international de réception et de distribution.
Figure 2 : Evolution de l’image SPOT
Avec plusieurs satellites en orbite comme l’image nous montre au-dessus, le programme
Spot offre tous les atouts d’une constellation.
Ainsi, on peut obtenir chaque jour des images de tout endroit de la Terre, un avantage
unique du système.
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
10 10
II.2 : Caractéristique technique du satellite SPOT5
Les satellites SPOT évoluent à une altitude de 820 km, sur des orbites quasi polaires,
caractérisées par une inclinaison de 98,7° (ce qui permet l'héliosynchronisme). La période de
révolution des satellites SPOT est de 101, 4 min et le cycle orbital a une durée de 26 jours. Ces
caractéristiques orbitales ont des conséquences sur l'acquisition des images et leur
interprétation ultérieure. [2]
En outre, Spot 5 est le plus achevé des satellites Spot. Tout en conservant les
caractéristiques principales qui ont fait le succès de ses prédécesseurs (images panchromatiques
et couleurs, accessibilité, grand champ de prise de vues, etc.).
Les techniques caractéristiques sont :
- Bande spectrale : panchromatique,
- Résolution : 10m, échantillonnage le long de la trajectoire : 5m,
- Largeur de la scène (centrée sur la trajectoire de satellite) : 120Km,
- Longueur maximale d’une scène : 600Km,
- Angle de prise de vue des 2 télescopes par rapport à la verticale : + 20° et -20°.
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11 11
Le tableau ci-dessous nous montre ses caractéristiques principales :
Tableau 1 : Caractéristique des images SPOT 5
II.3 : Domaine d’application des produits spot
Les images SPOT offrent le meilleur compromis résolution et couverture. A la fois
précise et globale, une seule image SPOT couvre une zone de 3 600 km, dans une
gamme de résolutions de 20m à 2.5m, avec une précision de localisation jusqu’à 10m.
Ces caractéristiques sont idéales pour la création et la mise à jour des cartes à échelle régionale
de 1/10000 grâce à leurs deux avantages majeurs : la précision et la finesse de perception des
territoires, la couverture de vaste étendue.
Produit
Panchromatique : 2,5 m - 5 m - 10 m
Multispectral : 10 m - 20 m
Fusionné : 2,5 m - 5 m
Bandes spectrales
P (panchromatique); B1 (vert); B2 (rouge) ;
B3 (proche infrarouge) ;
B4 (MIR : moyen infrarouge, pour SPOT 4 et 5)
Emprise 60 km x 60 km
Revisite 2 à 3 jours
1 jour avec la constellation des satellites SPOT
Programmation Oui, standard ou prioritaire
Archive mondiale > 30 millions d'images depuis 1986
Angle de visée Visée latérale : +/- 27°
Précision de localisation
SpotScene (sans point d'appui):
< 30 m (CE90) pour SPOT 5
< 350 m (CE90) pour SPOT 1 à 4
SpotView :
< 10 m (CE90) si la base Reference 3D est disponible
sinon en fonction de la qualité des points d'appui et MNE
utilisés pour l’orthorectification.
Vocation Occupation du sol, Agriculture, Cartographie,
Végétation, ressources naturelles, urbanisme, …..
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De plus, une grande capacité d’acquisition avec Spot 5, le débit de transmission des
données a été doublé (2 x 50 Mbits/s) et la capacité de stockage à bord est plus importante (550
images au lieu de 400 sur Spot 4). Spot 5 est capable de traiter cinq images en même temps au
lieu de deux sur les satellites précédents.
Ainsi, beaucoup d'applications opérationnelles tirent bénéfice des données SPOT dans des
domaines tels que :
La mise à jour des cartes topographiques
L’aménagement du territoire urbain et rural,
Cartographie d'occupation des sols (cultures, terrain boisé, rizières ….).
Enfin, nous bénéficions alors d’un service privilégié à toutes les étapes : analyse
des besoins, proposition de programmation, validation des images, bilan régulier des
tentatives de prises de vues.
- Format: GEO-TIFF and TIFF,
- Projection: Arbitrary,
- Datum/ ellipsoid: WGS 84.
PARTIE II : DESCRIPTION DE LA
ZONE D’ETUDE ET LA
METHODOLOGIE DU TRAVAIL
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13 13
Dans cette deuxième partie, nous entamons sur la description de la zone d’étude et la
méthodologie du travail.
Elle se subdivise en 4 grands chapitres. D’ abord, la localisation de la zone d’étude. Ensuite,
sur la présentation de la carte topographique à l’échelle 1 :10000 puis le concept de base de
Télédétection. Enfin, sur les traitements de l’image SPOT 5.
CHAPITRE III : LOCALISATION DE LA ZONE D’ETUDE
Référence : Feuille P47_ b.1 Ivato au 1 / 10000
C’est une carte réalisée en 1999 de la coopération entre l’agence Japonaise de
Coopération Internationale (JICA) et la FTM (Foiben-Taosarintanin’i Madagasikara) suivant
le projet de réalisation des cartes topographiques au 1 : 10000 à l’époque et projeté suivant la
Projection Laborde de Madagascar.
Elle est limitée par les coordonnées géographiques suivantes :
Ymax = 810754,79 m
Ymin = 806311,36 m
Xmax = 510905,25 m
Xmin = 507772,24 m
III.1 : Zone d’étude : feuille P47_ b.1 Ivato
La feuille P47_ b1 se trouve dans la région d’Analamanga . Elle contient les districts
d’Ambohidratrimo, Antananarivo Avaradrano et Antananarivo Renivohitra. Elle comprend les
Communes : Ivato aéroport, Ivato Firaisana, Antehiroka, Sabotsy Namehana, Ambohidratrimo,
Talatamaty, Anosiala.
La ville d’ivato est située dans la partie centrale de l'île. La ville est entourée de
communes limitrophes dites rurales, dont la principale vocation jusqu’à présent est de servir
pratiquement de zones d’approche.
La feuille P47 est limitée au Sud : par Ambohitrimanjaka ; au Nord : par Anosiala, à
l’Est : par Sabotsy Namehana ; et à l’Ouest : par Iarinarivo.
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La zone d’étude a une couverture rectangulaire de 14km² avec une altitude variant
entre 1245 (Point coté Fitrohafana) et 1275 (Point coté Mandrosoa)
Localisation de la feuille P47 sur les maillages des Cartes produite par l’FTM
Figure 3 : Localisation de feuille P47 (Source FTM)
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Carte 1 : Carte de localisation de la zone d’étude
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Tableau 2 : Les classes administratives des grandes agglomérations dans la zone d’étude
Chef-lieu de Communes Districts Région
Anosiala Ambohidratrimo Analamanga
Ivato Aéroport Ambohidratrimo Analamanga
Talatamaty Ambohidratrimo Analamanga
Ambohidratrimo Ambohidratrimo Analamanga
Antehiroka Ambohidratrimo Analamanga
Ivato Firaisana Ambohidratrimo Analamanga
Ambatolampy Tsimahafotsy Ambohidratrimo Analamanga
Ankadikely Ilafy Antananarivo-Avaradrano Analamanga
Ambohimanga Antananarivo-Avaradrano Analamanga
Sabotsy Namehana Antananarivo-Avaradrano Analamanga
Antananarivo II Antananarivo-Renivohitra Analamanga
Ambohimanarina Antananarivo-Renivohitra Analamanga
III.2 : Spécifications de la zone d’étude
Notre étude se situe dans le District d’Ambohidratrimo (constitué de 25 Communes
rurales et urbaines sur une superficie de 1 402 km² pour une population de 378 099 habitants)
par le biais de la Commune d’Ivato Aéroport (située à 15 km du centre-ville d’Antananarivo).
Elle est dotée d'un aéroport international, de coordonnées : 18° 47’ 49’’ Sud 47° 28’
44’’ Est et d’altitude 1280m. Ivato est un aéroport principal d’Antananarivo depuis les années
1960 (succède à ce titre au terrain d’Arivonimamo). L’aéroport d’Ivato dispose de deux
principaux terminaux : un terminal destiné aux vols domestiques et un autre destiné aux vols
internationaux.
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17 17
Actuellement, l’aéroport d’Ivato accueille environ 1100000 passagers par an. Toutefois,
une restructuration de celui-ci a débuté en 2007, prévoyant d’augmenter sa capacité d’accueil
à plus de 3 millions de passagers par an.
Figure 4 : Aéroport International d’Ivato (Source : Image Google)
III.3 : Aménagement de la zone
L’ aménagement de la zone des Communes de la périphérie ont un caractère urbain
plus marqué: Ambohidratrimo , Ivato aéroport et Ivato Firaisana, Ambohitrimanjaka, Sabotsy
namehana, Anosiala . Compte tenu des taux d’accroissement démographique, des
mouvements migratoires intenses élevés. En périphérie, la tendance est à l’urbanisation:
- L’extension des zones de résidence de l’agglomération d’Antananarivo s’est faite vers
les Communes d’ancrage facile (limitrophes, axes routiers, …),
- Conçues tout naturellement pour étendre les zones d’habitation de la Commune urbaine
d’Antananarivo,
- Remplissage progressif des interstices par des galetas, remblaiement des rizières.
Enfin, les Communes situées sur les grands axes routiers constituent naturellement des
zones d’entrée dans la capitale, donnant naissance à un type particulier de quartiers
très denses et filaires avec un arrière-plan dégagé
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18 18
CHAPITRE IV : PRESENTATION DE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE
A L’ECHELLE 1/10000
IV.1 : Historique
La carte topographique au 1/ 10 000 est une édition spéciale réalisée en utilisant les
couvertures photographiques aériennes effectuées par l’Institut Géographique National – Paris
en 1964, en 1967 et en 1970. La stéréopréparation de la carte a été exécutée de 1964 à 1966 et
l’aérocheminement de 1967 à 1968. Sa restitution a été faite à Paris de 1967 à 1968 et continuée
à Antananarivo de 1969 à 1970. Son complétement sur le terrain a été fait en 1971. Elle
fut dessinée et publiée par Foiben-Taosaritanin’i Madagasikara en 1974. Les courbes de
niveaux de la carte ont une équidistance de 5 mètres. La carte est projetée sur le système de
coordonnées la projection Laborde Madagascar.
Figure 5 : A gauche une carte topographique au 1 :10000 et à droite de la même zone sur
l’image SPOT 5 (Source FTM)
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19 19
IV.2: La nouvelle échelle 1 : 10000
Les données de base proviennent de la photographie aérienne (échelle 1:21 000)
interprétée et "complétée" sur le terrain par des agents dits "compléteurs". Ce sont eux qui
identifient et sélectionnent toutes les données relatives à la légende de la carte. Ce travail est de
la plus haute importance, car sa qualité conditionne celle de la base de données et, par
conséquent, aussi celle de la carte. Les compléteurs obéissent à des instructions très spécifiques
qui sont l'expression des choix et des normes établis par les concepteurs de la carte. Ces données
sont ensuite exploitées par des moyens photogrammétrique de type numérique qui ont pour
objet d'établir la géométrie de base à l'échelle de 1:10 000.
Celle-ci est l'ossature de la future carte conventionnelle : elle comprend par exemple le contour
de tous les bâtiments, les axes des voies de communication, les bords de carrefour, les rives de
cours d'eau de plus de 3m de large, les limites des étendues d'eau (étangs, lacs, bassins) et des
différentes couvertures végétales, les points situant tous les détails ponctuels, etc…
Ces données sont ensuite totalement identifiées sur des systèmes informatiques
vectoriels et font l'objet d'une structuration particulière impliquant des descripteurs
géométriques, sémantiques, topologiques et graphiques. Il s'ensuit un stockage en base de
données. La carte, représentation graphique des informations du SIG, est ensuite réalisée à l'aide
de procédures de symbolisation automatisées rendues possibles par les technologies de
l'informatique graphique.
En effet, l'échelle 1/10 000 fut choisie parce que, dans le gradient des échelles, elle
occupe une place privilégiée de véritable charnière : elle est d'une part la plus grande échelle
qui permet encore une carte de synthèse du territoire, en général, la réalité topographique.
Cela signifie, scientifiquement parlant, que la base de données et la nouvelle carte
topographique du territoire répondent à des normes de définition strictement conditionnées par
ce nouveau choix de l'échelle. La précision obtenue par la restitution photogrammétrique
(précision théorique de l'ordre du demi-mètre), la méthode et les techniques rédactionnelles
(écart-type standard inférieure à un mètre), la légende et la précision sémantique de ses
composantes relèvent d'un travail conceptuel spécifiquement lié à l'échelle du 1 :10 000.
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La carte à 1:20 000 assemblage de 4 demi-planchettes contigües, couvre un espace de
160 km² tout comme le 25 000ème tandis que la nouvelle carte à 1:10 000 est éditée en demi-
planchettes (moitié nord et moitié sud) et correspond à une superficie de 40 km². [3]
Remarque :
Le 15 000ème était une échelle intermédiaire qui s'imposait étant donné que c'est à
partir des dispositifs rédigés à cette échelle qu'on établissait par simple agrandissement la carte
à 1:10 000 et par réduction la carte à 1:25 000. C'est la raison pour laquelle nous disons que
l'ancienne carte à 1:10 000 est "un faux 10 000ème".
Sa conception est fondamentalement celle d'un 25 000ème. A cette échelle, par
exemple, une route de plus de7m était représentée par un signe conventionnel qui correspondait
à une emprise au sol de 21m.
IV.3 : Spécification de la carte topographique au 1/ 10 000
IV.3.1 : Les éléments représentés dans la carte
Les éléments se trouvant à la surface de la terre sont divers et nombreux. En fonction de
l’échelle de la carte, certains objets sont dessinés à leur dimension réduite, d’autres amplifiés
ou remplacés par des signes conventionnels.
Après avoir inventorié les différents symboles dans la légende de la carte topographique
à l’échelle 1/10 000, les éléments représentés sur la carte peuvent être classés en quatre
catégories :
la planimétrie, qui correspond à la représentation des détails, en général construits par
l’homme comme les voies de communication, bâtiments, limites et natures des cultures
et de la végétation, limites administratives, détails divers;
l’hydrographie, qui est relative aux eaux ;
l’orographie, qui se rapporte au figuré du terrain, représenté par des courbes de niveau,
les détails caractéristiques du terrain (ravins, escarpement rocheux…) ;
Les repères géodésiques : points géodésiques points cotés…
A. La planimétrie
1. Route et chemin
Sur les cartes à 10 000, il existe des différents types de routes :
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Route goudronnée large
On représente une route goudronnée large par deux traits larges écartés de 0,4 mm et
surchargés par une couleur noire.
Photo 1 : Route goudronnée large
Route goudronnée étroite
On représente une route goudronnée par deux traits larges écartés de 0,4 mm.
Photo 2 : Route goudronnée étroite
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Route carrossable toute l’année
C’est une voie qui peut être employée toute l’année, une voie de communication ou une
voie d’échange commerciale. On représente une route carrossable toute l’année par deux traits
fins écartés de 0,4 mm.
Route carrossable en partie de l’année
C’est une route qu’on emploie seulement pendant la période sèche de l’année. On
représente une route carrossable en partie de l’année par deux traits composés d’un trait plein
et d’un trait discontinu.
Route en remblai
On dit qu’une route est en remblai lorsque la surface de la chaussée présente une
dénivellation brusque par rapport au terrain naturel situé plus bas. On représente les remblais
par une série de barbules noires s’appuyant sur le trait du chemin.
Photo 3 : Route en remblai
Route en déblai
On dit qu’une route est en déblai lorsque la surface de la chaussée présente une
dénivellation brusque par rapport au terrain naturel situé plus haut. On représente les déblais
par un signe de talus noirs, comportant un trait bordant les chemins, décalé en général par
rapport à la position réelle du haut du talus.
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Photo 4 : Route en déblai
2. Chemin de fer
Ce sont deux aciers métalliques distancés d’un acier à chaque mètre. Ils sont
généralement aussi rectilignes que possible. Ils traversent les monts et les vallées, et passent au-
dessus des rivières sur d’immenses viaducs.
Les chemins de fer à voie normale sont représentés par des traits noirs épais, sur les
cartes à 1 : 10 000 le nombre de voies étant indiqué par des petits bâtonnets transversaux.
3. Lignes électriques
Les lignes de transport d’énergie électrique ne sont figurées par un trait fin noir avec
une flèche que lorsqu’elles ont un voltage égal ou supérieur à 63Kv.
4. Clôture et limite
On distingue les murs en noir, les clôtures en traits tiretés noirs, les fossés à sec en tiretés
bleus, les haies et rangées d'arbres sont représentées par un trait noir avec point creux ou trait
noir avec points noirs, les levées de terre en bistre.
5. Culture et végétation
En règle générale, la végétation est représentée par une symbolique surchargée d'une
trame de couleur verte. Les broussailles sont représentées par une trame verte plus légère que
celle des bois.
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Photo 5 : Végétations, Rizières, Cultures (Source : Carte topo 1 :10000)
6. Constructions diverses
Les constructions sont représentées différemment suivant leur taille et leur nature. Les
bâtiments ordinaires sont représentés sur la carte 1/10000, un aplat rose pour les bâtiments de
grande et petite dimension, un tramé pour les hangars.
Usine, Station d’essence, Hôtel
Photo 6 : Station d’essence et hôtel (Source : Image Google)
Hôpital, Etablissement scolaire
Un hôpital est un établissement, public ou privé, où sont effectués des soins médicaux
ou chirurgicaux. On représente un hôpital par un symbole carré contenant une croix à
l’intérieur.
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7. Limites et notations administratives
Toutes les limites administratives : province, arrondissements, Communes sont représentées
par des traits pointillés de couleur noire définis dans la légende.
B. Hydrographie
L'hydrographie est l'ensemble des éléments concernant l'eau et les écoulements. Ces
éléments sont généralement représentés avec la couleur bleue.
Ce thème a la particularité d’être disponible sous deux formes : « l’Hydrographie
simplifiée » qui correspond à un simple besoin de visualisation de l’hydrographie sans la
possibilité de ne réaliser aucune application sur le réseau hydrographique.
1. Lac, Etang, marais
On différencie par deux tonalités de bleu : d’une part les zones d’eau permanente (bleu
soutenu), d’autre part les zones d’eau temporaire ou marécageuse, dans lesquelles plusieurs
poncifs introduisent un bleu atténué qui contraste avec le bleu vif des zones d’eau permanente.
Photo 7 : Marais et Lac d’Ambohibao (Source carte topo 1 :10000, Google)
2. Fleuve, Rizière, Ruisseau
Les cours d'eau permanents et les canaux d'irrigation de largeur insuffisante sont
représentés par un trait continu, les cours d'eau temporaires par un trait tireté.
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Photo 8 : A gauche, rivières et sable inondés et à droite, un cours d’eau permanent
C. Orographie
L'orographie est la représentation du relief terrestre. Plusieurs éléments décrivent les
formes du terrain : les courbes de niveau, les points cotés et l'estompage.
1. Les courbes de niveau
Une courbe de niveau est un trait représentant l’intersection d’un plan horizontal avec
la surface du terrain. C’est le lieu des points d’égale altitude. Pour comprendre la représentation
du relief par les courbes de niveau, il suffit d’imaginer une montagne découpée en gradins et
de la survoler par la pensée. Les courbes sont espacées d’une différence d’altitude que l’on
nomme l’équidistance. La valeur de l’équidistance est notée dans la légende de la carte, elle
peut varier d’une carte à l’autre en fonction de l’échelle et du relief cartographié. Les courbes
de niveau sont représentées par un trait fin de couleur bistre. Toutes les cinq courbes, on
représente une courbe « maîtresse », en trait plus fort.
Figure 6 : Extrait de courbe de niveau
2. Les points cotés
Les points cotés occupent une grande place dans le figuré du terrain. Ils doivent répondre
à trois impératifs : aider à la lecture des courbes de niveau, définir les parties non représentées
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27 27
par les courbes en raison de l’équidistance (sommet, cuvette, changement de pente) servir de
point de départ à des opérations altimétriques sur le terrain (exemple : réglage d’un altimètre).
Photo 9 : Point cotés
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28 28
CHAPITRE V : CONCEPT DE BASE DE LA TELEDETECTION
V.1 : Historique
L’espace et le ciel ont séduit l’homme grâce à son intérêt considérablement accru avec
la récente création de l’astronautique. Cet intérêt s’applique aisément, car l’espace et les
véhicules spatiaux sont des remarquables outils utilisés aussi bien pour la
télécommunication, la météorologie ou l’observation de la terre. La technique mettant en œuvre
ces outils pour l’observation de l’espace et les objets et/ou phénomènes sur la terre était
découverte depuis les années 50. Cette découverte implique le lancement du premier satellite
nommé SPOUTNIK1 par l’Union des Républiques Socialistes Soviétiques (URSS), en 1957.
Pour les Américains, la première transmission d’image de la terre était réalisée en 1959
par le satellite EXPLORER VI. Le satellite multi bande ERTS1, rebaptisé ultérieurement
LANDSAT-1 a marqué l’année 1972 suivi de l’apparition des capteurs observant en une
seule fois une ligne complète de l’image sans recours à un balayage mécanique et permettant
une meilleure séparation spectrale et des bandes de plus en plus fines.
En 1975, 1978, 1982 et 1985 ont eu lieu les lancements respectifs des satellites
Landsat-2,3,4,5. Les images respectives admettent une résolution de 30m. Ensuite, le
Landsat-6 a échoué car il n’atteint pas son orbite. Le dernier modèle est le Landsat-7, lancé le
11 avril 1999 ayant toujours la même résolution. [4]
Pour la Compagnie française SPOT, le satellite SPOT-1 était inventé depuis 1986, suivi
de SPOT-2,3 et 4 lancé en 1990. Le dernier cri de cette compagnie est le SPOT-5.
Actuellement, la télédétection intègre les développements les plus récents de la recherche
spatiale, de la physique et de l’informatique pour constituer désormais, un outil puissant
et flexible pour la gestion du milieu, la planification et le développement.
V.2 : Définitions
La télédétection (en anglais « remote sensing ») est une technique qui permet, à l’aide
d’un capteur, "d’observer" et d’enregistrer le rayonnement électromagnétique, émis ou réfléchi,
par une cible quelconque sans contact direct avec celle-ci.
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
29 29
Le traitement et l’analyse des informations véhiculées par le rayonnement enregistré
permettent d’accéder à certaines propriétés de cette cible : géométriques (position, forme et
dimensions), optiques (réflexion, transmission, absorption, etc.) et physico-chimiques
(température, teneur en eau, chlorophylle foliaire, phyto-masse, matière organique du sol,…).
La télédétection est l’ensemble des moyens et méthodes mis en œuvre pour obtenir des
informations à distance d’un objet situé en un lieu éloigné de l’observateur de la surface terrestre
ou dans l’atmosphère.
V.3 : Principe et acquisition de données en télédétection
La télédétection est utilisée dans des domaines divers : géologie, archéologie,
environnement, surveillance maritime, surveillance militaire, et aussi la mise à jour des
cartes topographiques. Chacun de ces domaines a ses propres besoins en données, traitement et
analyse de l’information. Dans la mise à jour des cartes, on applique presque tout un traitement
à partir d’une image SPOT. [5]
Deux modes sont utilisés en télédétection suivant l’énergie que le système adopte :
V.3.1 : Le mode passif :
Le mode passif utilise l’énergie solaire ; le capteur passif enregistre la lumière naturelle
solaire reflétée par l’objet cible. Les satellites Landsat et Spot utilisent ce mode.
V.3.2 : Le mode actif :
Le mode actif fournit sa propre source d’ondes électromagnétiques. En effet, le capteur
admet une source artificielle permettant d’éclairer la cible, en tout instant. Donc, il est à la fois
capteur et émetteur de rayonnement. Ce mode est très connu par le satellite RADAR.
Une étude comparative met en évidence que le mode actif présente comme avantage :
- les ondes RADAR fonctionnent jour et nuit,
- les ondes RADAR peuvent traverser les nuages,
- une bonne précision en altimétrie peut être atteinte.
Cependant, les informations qu’on peut extraire des images issues de ce mode sont
souvent limitées et difficiles à traiter. Ce qui oriente le choix des photo-interprètes à utiliser les
images produites par des capteurs passifs.
Le fonctionnement du système de télédétection est décrit dans la figure suivante :
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30 30
Figure 7 : Principe du système de télédétection
Généralement cette source est le soleil. C’est le cas des satellites SPOT (Satellite pour
l’Observation de la Terre), LANDSAT (Land Satellite), METEOSAT (Meteorological
Satellite). La télédétection est dite active dans le cas contraire. C’est le cas du LIDAR (LIght
Detection and Ranging) utilisant une source laser et le RADAR (RAdio Detection And
Ranging) utilisant une source hyperfréquence. C’est l’exemple du satellite ERS-1 (European
Remote Sensing Satellite).
L’un des principaux avantages de la télédétection active radar est la possibilité de
réaliser des acquisitions en tout temps, par ciel clair ou nuageux, et de jour comme de nuit.
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31 31
CHAPITRE VI : LA METHODOLOGIE DU TRAVAIL
Notre méthodologie consiste à extraire les thèmes simples des éléments géographiques
comme les rizières, les plans d’eau, les zones inondables, par la méthode de classification de
l’image fusionnée tout en effectuant une étude de l’occupation du sol de la zone d’étude. Les
détails qu’on ne peut pas extraire de la classification sont alors ensuite obtenus par le processus
de numérisation.
Puis, les résultats sont assemblés et superposé avec la base de données de l’ancienne
carte pour aboutir à la mise à jour de la carte topographique et sa base de données.
VI.1 : Traitement préliminaire
VI.1.1 : Importation de fichier
C’est la transformation des formats des images brutes en une extension lisible et facile à
exploiter par les logiciels.
Changement du format de l’image : image .tif —> image .img
VI.1.2 : Transformation géométrique : Correction géométrique
Pour une application bien précise il est nécessaire de procéder à une transformation
spatiale de l’image, c’est le but de la correction géométrique.
La correction géométrique est la suppression des erreurs de mesures, induites par les
capteurs et le satellite, afin que les données soient conformes au système de projection requis.
Elle est réalisée en localisant chaque pixel à sa place exacte dans le système cartographique
utilisé.
Cette correction permet : l’unification du système cartographique, la création
d’orthoimage et des mosaïques, la combinaison de plusieurs données images, une meilleure
intégration de l’image dans des bases de données ou SIG.
La procédure de la rectification des images satellitales, peut être divisée en deux
principales étapes :
Ré-échantillonnage : Afin de déterminer la valeur numérique à placer dans la nouvelle
localisation du pixel de l'image de sortie corrigée.
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32 32
Le processus de rééchantillonnage calcule la nouvelle valeur du pixel à partir de sa valeur
originale dans l'image non corrigée. Il existe trois principales méthodes de
rééchantillonnage : le plus proche voisin, l'interpolation bilinéaire et la convolution cubique.
Modélisation : Un modèle mathématique reliant chaque pixel de l’image brute au
système de coordonnées choisi est calculé. Il consiste à trouver la correspondance entre
la position d’un point sur le terrain, et la position de son image dans le système de prise
de vue. Trouver les paramètres de la transformation mathématique qui fait passer des
coordonnées ligne et colonne (x,y) d’un élément de l’image vers les coordonnées
(X,Y,Z) du point correspondant sur le terrain.
Dans cette étude, le redressement de l’image brute se fait par orthorectification en
utilisant des orthophotos existantes et la DEM (Digital Elevation Model) mondiale.
L’orthorectification est un procédé informatique permettant de supprimer les distorsions
horizontales et verticales de l’image. Ce procédé améliore considérablement la qualité et
l’applicabilité de l’image, qui bénéficie alors de qualités identiques à celle d’une carte.
Après le redressement de l’orthobase SPOT5, l’exactitude est de :
précision altimétrique : 10-30 mètres
précision planimétrique : 10 mètres
VI.2 : Traitement de l’image
Le traitement de l’image est l’ensemble des opérations qui ont pour but d’extraire les
informations thématiques contenues dans l’image.
Ces informations peuvent être, plus ou moins, détectables selon la qualité de l’image. En effet,
une image est dite lisible si d’une part elle est informative, c'est-à-dire que les détails présents
sont nets et clairs, et d’autre part elle est agréable à l’œil. Ce que l’on cherche par les différentes
opérations est donc d’améliorer le maximum de discrimination de l’information.[6]
VI.2.1 Ortho fusion
On a besoin de l’ortho fusion pour avoir une résolution de l’image par la méthode de
classification et c’est à l’aide du logiciel de traitement d’image Orfeo Toolbox (OTB) qu’on a
fusionné les images SPOT 5. Les images dont nous disposons sont des images SPOT 5
panchromatiques (P) et multispectrales. Ces images ont été recalées précisément à l'aide d'un
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33 33
modèle numérique de terrain (MNT), très utile sur le relief pour obtenir des ortho-images de
bonne qualité.
L’image fusionnée présente une résolution spatiale de 2,5 m à 10m avec 5 bandes spectrales :
Bande 1 : Vert (0,50 – 0,59 µm),
Bande 2 : Rouge (0,61-0,68 µm),
Bande 3 : (0,78 – 0,89 µm) (Proche infra-rouge),
Bande 4 : SWIR (1,58 – 1,79 µm) (Moyen Infra-rouge),
Bande 5 : PAN (0,48 – 0,71 µm).
Image 1: Image colorée comportant 5 bandes (Source : FTM)
VI.2.2 Composition colorée
La composition colorée est une image couleur produite par la combinaison
optique d'images multibandes par projection simultanée de plusieurs bandes spectrales ou par
projection de celles-ci au travers de filtres. Plusieurs compositions colorées ont été effectuées
pour obtenir une meilleure interprétation visuelle des thèmes qui nous intéresse.
Ainsi, notre but c’est d’avoir des images combinées pour les traitements : image de couleur
naturelle, image de fausse couleur, combinaison 314, …
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34 34
A. Composition colorée 314
La composition colorée 314 est optimale pour réaliser les extractions des
occupations du sol car la bande 3 (proche infrarouge) donne une bonne réflectance de la
végétation. La bande 4 et la bande 1 captent bien les zones hydrauliques.
Clés d’interprétations: vert foncé: rizière ; rose: zone d’habitat ; marron : plan d’eau ; bleu :
marais ; rose violacé : route ; blanc : sol nu.
Image 2 : Composition coloré 314 (Source : FTM)
B. Composition colorée 321
La composition colorée 321 ou composition naturelle nous aide à identifier les éléments
géographiques présents dans l’image. Les zones d’habitation et la piste d’avion ont la même
couleur mais dépend de dimensions des bâtiments. Les autres bâtiments et les végétaux
prennent leur couleur naturel.
Clés d’interprétations: violet foncé: rizières, rivières ; marron : zone d’habitat, piste ; noir: plan
d’eau, marais ; blanc : sol nu.
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35 35
Image 3 : Composition colorée 321 ou naturelle (Source : FTM)
C. Indice de végétation NDVI
On a procédé à la création des indices pour avoir une meilleure discrimination des
informations qui sont faciles à interpréter par l’observateur.
Les surfaces couvertes de végétation en cours d’activité chlorophyllienne
(photosynthèse) se distinguent par une faible réflectance dans les longueurs d’onde du visible
(rouge), et par une forte réflectance dans le proche infrarouge.
Traitement: Calcul de l’indice de végétation par différences normalisée (NDVI) :
NDVI = (Rcan2 –Rcan1) / (Rcan2 + Rcan1)
VI.3 : Méthode de classification d’occupation du sol
Les méthodes de classification les plus communes peuvent être séparées en deux
grandes catégories : les méthodes de classification supervisée et les méthodes de classification
non supervisée.
La classification supervisée est une classification manuelle et qui demande une
parfaite connaissance des clés d’interprétations car elle est basée sur le choix des échantillons.
La classification par voie dirigée présuppose que l'on connaît la localisation de certaines zones
d'entraînement dans l'image (les adresses) et les classes d'objets correspondantes (les
étiquettes). Elle est donc une approche similaire, même si dans ce cas on ne connaît pas
l'étiquette à apposer sur les zones d'entraînement connues. Tandis que, la classification non
supervisée procède de la façon contraire. C’est une classification automatique lancée par le
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36 36
logiciel suivant la valeur radiométrique qu’il capte sur l’image. Les données sont classées en
fonction de leurs caractéristiques spectrales, sans aucune information a priori sur la nature des
objets à classer. On n’intervient que pour définir la correspondance entre les classes calculées
et la réalité des objets au sol.
Dans cette étude, nous avons choisi une classification supervisée pour l’extraction
des informations à partir de l’image SPOT 5 et les données sont les suivantes : une image SPOT
comportant 5 bandes spectrales, une carte topographique à l’échelle 1 : 10000 et une Orthophoto
couvrant la zone d’étude.
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37 37
Organigramme 1 : Modèle de classification
Après le traitement que nous avons fait, les thèmes visibles sur l’image ont été attribués
à 7 classes, le tableau ci-dessous nous montre leurs correspondances :
Conversion en vecteur
Occupation du sol
Données : Image multispectrale fusionnée avec une Image
panchromatique
Image fusionné
Classification supervisée
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38 38
Tableau 3 : Liste d’occupation du sol
VI.4 Interprétation des signatures spectrales de l’image SPOT
La signature spectrale de l’image se définit comme étant les valeurs radiométriques des
pixels de chaque classe qui permettent la caractérisation des différents objets géographiques de
l’image.
- Pour l’occupation du sol : ces valeurs sont fortes dans la composition colorée (314) et
le proche infrarouge, et diminuent d’autant plus que le sol est humide. La signature
spectrale des sols est une droite dont l’allure peut être influencée par la réflectance de
l’eau quand le pixel n’est pas pur.
- Les valeurs radiométriques de végétation : Elles sont discriminées sur l’image par ses
textures rugueuses. De ce fait les courbes de réflectance spectrale des formations
végétales de l’image ont toutes la même allure. Toutefois, dans le visible les valeurs
radiométriques sont d’autant plus basses que la formation est dotée d’une réflectance
chlorophyllienne forte.
- Les terrains bâtis sont identifiables, grâce à leur forte réflectance dans le canal
rouge du satellite SPOT 5.
Classe Type Couleur
Classe 1 Habitation
Classe 2 Rizières
Classe 3 Terrain boisé
Classe 4 Lac
Classe 5 Marais
Classe 6 Canal d’irrigation
Classe 7 Terrain vague
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39 39
-
Figure 8 : Interprétation des signatures spectrales des images SPOT
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40 40
VI.4.1 Résultat de la matrice de confusion
Une matrice de confusion des classes est établie. Elle a servi à évaluer la qualité
de la classification. Elle a été obtenue par la comparaison des données classées avec les
données de référence. Si les éléments en diagonale correspondent au pourcentage des
unités de classification bien ordonnées, les lignes donneraient le pourcentage des points
de la classe i qui ont été définis dans une autre classe. De la matrice ainsi réalisée ont
été déduites les valeurs des différents indices d’évaluation des classes. Cela concerne la
qualité de précision de l’utilisateur et du producteur, des taux d’erreurs de commission
et d’omission.
Tableau 4 : Evaluation de la matrice de confusion obtenue par la classification supervisée de
l’image SPOT 5
D’après ce tableau, on voit des confusions des classes entre les rizières, canal
d’irrigation, marais. Entre les rizières et marais est 6,67% et rizières, canal d’irrigation
est de 13,33%. Ainsi, le résultat est très satisfaisant pour les extractions car les
confusions sont minimes et l’image est bien arrangée.
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41 41
L’estimateur Kappa
L’estimation finale de la classification s’est effectuée en utilisant le coefficient
Kappa. L’indice Kappa variant de 0 à 1, exprime la réduction proportionnelle de l'erreur
obtenue par la classification, comparée à l'erreur obtenue par une classification
complètement due au hasard.
Elle a été calculée suivant la formule :
𝐾 =𝑃o − 𝑃c
1 − 𝑃c
(Où Po le pourcentage réel obtenu de la classification des éléments du sol et Pc exprime
la probabilité pour obtenir une classification correcte).
VI.4.2 Amélioration du contraste
On désigne par « contraste de l’image » la mesure de variation d’intensités
lumineuses perçues dans la dite l’image.
L’opération sert à diminuer les nombres de pixels c'est-à-dire à éliminer les pixels qui
ne sont pas significatifs à cette échelle de 1/10000. L’amélioration des contrastes peut
être faite à l’aide des processus suivants :
Etalement des dynamiques des images : Ce procédé consiste à utiliser
l’histogramme de l’image pour assurer la meilleure répartition des teintes de
gris ou des couleurs dans l’intervalle de radiométrie de l’image. L’étalement
peut-être linéaire, par point d’inflexion, logarithmique, quelconque,...
Renforcement de la texture de l’image : Le but est d’analyser, pour tout pixel
de l’image, les comptes numériques de chacun de ses voisins et de recaler sa
valeur par une moyenne pondérée des valeurs de ceux-ci.
Filtrage: Il se porte sur l’élimination des bruits indésirables dans l’image
et sur le rehaussement de contraste des éléments linéaires (routes, rivières,...).
Selon l’objectif de l’étude, les photo-interprètes peuvent choisir entre les filtres
suivants qui sont les plus rependus au monde : Filtre de passe-haut, Filtre de
passe-bas, Filtre de type Laplacien, Fonction de Transfert de Modulation.
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42 42
Remarque : On constate que les informations possibles à extraire à partir de l’image
SPOT sont les rizières, les plans d’eaux, les marais et les sols nus. Les informations
comme les zones d’habitations et les routes ne sont pas extractibles car elles sont très
généralisées.
Afin de compléter nos résultats, nous avons eu recours à la numérisation des détails
qu’on ne peut pas extraire par la classification.
VI.5 Numérisation
La numérisation suit les étapes suivantes :
Entrée des données
Géoréférencement et Calage
La vectorisation
VI.5.1 : Entrée des données
L’opération consiste à introduire dans le logiciel ARC GIS les données de type
raster, pour l’image SPOT le format de l‘ image est le produit « TIFF » qui sera utilisé
lors des opérations suivante.
VI.5.2 : Géoréférencement et Calage
. La géoréférencement est une simple opération en transformant la Projection
UTM en Projection Laborde de Madagascar. Cette transformation se fait par calage avec
des points connus entre les deux systèmes de coordonnées.
Le calage consiste à piquer sur la carte, à l’aide d’un souris des points dont on
connait ses coordonnées et doivent être repartis à chaque coin d’angle. On doit piquer
quatre (4) points au minimum pour avoir une meilleur précision.
Le tableau ci-dessous nous montre l’erreur moyenne quadratique des couples de
coordonnées des points de contrôle du calage à partir des coordonnées recueillies en X et en Y.
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43 43
Tableau 5 : Contrôle de Calage
N° de
points
Orthobase SPOT 5 Carte topographique au
1 : 10000
Observations
X(m) Y(m) X(m) Y(m)
1 506883.48 806440.96 506882.56 806441.09
Croisement de routes
Ankadindravola
2
506841.36 807760.10 506842.55 807761.60
Intersection de route
principale et digue
d’Andranotapahina
3 511745.92 809801.17 511744.89 809802.80
Intersection de route et digue
du Poudrière
4 511040.91 809341.40 511039.32 809340.95
Intersection de route et du
Cité Ivato
5 508381.81 808482.43 508380.39 808482.09
Croisement de routes du
Mamory
6 510818.24 807590.69 510819.61 807589.91
Intersection de route
d’Ambohijanahary
7 509944.91 810169.87 509945.32 810169.49
Croisement de routes
Fitrohafana
8 510406.48 809475.58 510406.20 809476.51
Intersection de routes du Cité
Bares
9 509751.79 806296.97 509752.44 806295.77
Intersection de routes
d’Ambohibao
10 508822.50 808166.16 508822.37 808165.57
Intersection de route du
Mandrosoa
11 507018.91 809844.29 507019.69 809845.32
Intersection de route et
sentier du Maibahoka
Erreur moyenne quadratique en X
Ԑmq (X) = √∑(𝑿𝒐𝒓𝒕𝒉𝒐−𝑿𝒄𝒂𝒓𝒕𝒆)𝟐
𝑵−𝟏𝑵𝟏
Formule 1 : Erreur moyenne quadratique en x
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44 44
Erreur moyenne quadratique en Y
Ԑmq (Y) = √∑(𝑌𝑜𝑟𝑡ℎ𝑜−𝑌𝑐𝑎𝑟𝑡𝑒)2
𝑁−1𝑁1
Formule 2 : Erreur moyenne quadratique en y
Erreur moyenne quadratique en XY
Ԑmq (XY) = √Ԑ𝑚𝑞(𝑋)2 + Ԑ𝑚𝑞(𝑌)2
Formule 3 : Erreur moyenne quadratique en xy
Avec N : Nombres des points de calage ( N= 11 )
Après application des formules sur les points de contrôles, on a obtenu les résultats
suivants :
Ԑmq (X) Ԑmq (Y) Ԑmq (XY)
0,20 m 0,61 m 0,65 m
On a pris comme hypothèse que l’erreur graphique de la carte doit être inférieure à
l’erreur moyenne quadratique en XY. L’erreur graphique de la carte correspond au 1/10 mm
de l’échelle de la carte qui est de 1m dans notre cas. On constate que l’erreur moyenne
quadratique est inférieure à l’erreur graphique, donc les positions ponctuelles des objets
géographiques dans cette carte est acceptable.
VI.5.3 : Vectorisation des informations
La vectorisation qui signifie par définition adaptation des résultats du traitement en vue
de leur utilisation sous formes vectorielles sur les ordinateurs est un moyen de transformation
des informations en vecteur.
L’objectif de cette démarche est de faciliter l’exploitation des informations à partir des
logiciels SIG: Système d'information géographique. Un SIG est un système unique conçu pour
emmagasiner, combiner et analyser des couches de données géographiques afin de produire de
l’information nouvelle.
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45 45
L’opération de vectorisation se fait aussi sur d’autres logiciels comme le logiciel
ERDAS IMAGINE 9.1 à partir de l’option "Vector / Raster to Vector".
Après vectorisation des informations, la deuxième opération est la correction des lignes des
vecteurs. On doit corriger les lignes ondulées (à cause des pixels) en lignes droites. Cette
démarche est aussi effectuée sur le logiciel ERDAS IMAGINE 9.1 à partir de l’option "Vector
tools ".
• Lissage des vecteurs
La dernière étape de la transformation des informations en BD est le lissage des vecteurs.
Logiciel utilisé : ArcView 3.2 et MapInfos 8.0 ou ArcGIS
Sur le logiciel ArcView 3.2, on modifie les lignes, les contours, les bords des vecteurs
pour leur donner une forme semblable à celle sur le terrain à partir du menu "Start editing" suivi
de corrections interactives.
Puis après avoir rendu les formes des lignes en leurs vraies formes sur le terrain, il ne
reste plus qu’à lisser les résultats pour une bonne cohérence aux données sources. Cette dernière
étape se fait sur le logiciel MapInfos 8.0 à partir de l’option "Objet / lissage".
VI.6 : Méthodes d’extraction des informations
VI.6.1 : Extraction à partir des classes
Cette méthode a pour but de bien distinguer les différentes classes dans une zone.
Pour les aires d’apprentissages, il suffit de bien savoir la valeur radiométrique d’une classe pour
ne pas confondre avec les autres et que ces parcelles soient de plus ou moins égaux pour chaque
classe afin de minimiser la confusion.
La liste des classes qu’on peut extraire dans la zone d’étude :
Rizières
Zones marécageuses
Zone d’habitations
Réseaux routier
Terrain boisé (Verger, Plantation forestière, jardin)
Cultures
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46 46
VI.6.2 : Extraction à partir des couleurs
C’est à partir de la combinaison coloré 314 que nous avons fait la classification à partir
des couleurs. Cette combinaison est optimale pour réaliser les extractions des occupations du
sol car la bande 3(proche infrarouge) donne une bonne réflectance de la végétation. La bande
4 et la bande 1 captent bien les zones hydrauliques.
Les classes sont arrêtées au nombre de 32 selon la couleur (matrice de confusion).
VI.6.3 : Proposition de méthode pour les extractions des informations
L’organigramme ci-dessous nous montre la méthode d’extraction des informations et
les étapes à suivre.
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47 47
RIZIERES MARAIS BATIMENTS TERRAIN BOISE
TRAITEMENT D’IMAGE
PRETRAITEMENT
Image SPOT 5
MARAIS BATIMENTS ROUTES TERRAIN BOISE
TRAVAUX SUR
TERRAIN
EXCTRATION DES INFORMATIONS
ROUTES
RIZIERES
Organigramme 2 : Méthode d’extraction des informations à partir de l’image SPOT
PARTIE III : LES RESULTATS ET LES
CARTES OBTENUS APRES LES
TRAITEMENTS DE L’ORTHOBASE
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49 49
Cette dernière partie qui est la finalité de notre travail consiste à réaliser une mise à jour
de la carte topographique au 1 : 10000 de la zone d’étude P47_b1 Ivato à partir des résultats
qu’on a tirés des traitements.
Le plan dans cette partie comporte 3 volets dont le premier concerne les travaux sur
terrain. Ensuite, sur l’évolution des informations de la zone de l’année 1999 jusqu’ en 2012 et
enfin les résultats et les cartes obtenus après les traitements de l’orthobase SPOT 5.
CHAPITRE VII : TRAVAUX SUR TERRAIN ET RESULTATS DES
EXTRACTIONS DES INFORMATIONS
VII.1 : Contrôle et vérification
VII.1.1 : Matériels utilisés
Une voiture pour le moyen de déplacement,
Un GPS portable qui sert à piquer des points et les zones à vérifier sur terrain,
La feuille P47_b1 de la zone d’étude et quelques images imprimées où il y a des
difficultés sur les clés d’interprétation,
Une boussole pour l’orientation du Nord Magnétique,
Des stylos en couleur.
VII.1.2 : Principe
Le travail sur terrain consiste à prouver si les informations de l’image tirée dans la
classification sont exactes. Il est divisé en 2 étapes : La première est de lever les ambigüités
dans les zones où il y a confusion sur le résultat de classification (Tableau 4 : Matrice de
confusion). Prenons l’exemple de la route et les surfaces bâties qui ont une même réflectance,
la deuxième étape est l’évaluation postériori du résultat pour savoir la clé d’interprétation.
Après vérification sur terrain, nous avons remarqué quelques changements et
transformations des informations sur l’image. Par conséquent, pour corriger les différences
entre la réalité du terrain et la classification, nous avons remplacé les fausses informations
issues du traitement de l’image par celles obtenues par les vérifications qu’on a recueillies lors
de la descente sur terrain. En appliquant la méthode de correction sur l’image nous avons
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50 50
effectué une deuxième itération sur la classification et un nouvel échantillonnage des parcelles
d’entrainements en changeant les fusses valeurs par leur vraies classe.
VII.2 : Extraction des informations surfaciques et linéaires
VII.2.1 : Extraction des rizières
Fond de carte : Orthobase SPOT 5
Logiciel utilisé : ARCGIS 10.0
Carte 2 : Extrait des rizières et terrain boisé en 1999 et 2012
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51 51
VII.2.2 : Extraction des zones marécageuses
Fond de carte : Orthobase SPOT 5
Logiciel utilisé : ARCGIS 10.0
Carte 3 : Extrait des zones marécageuses en 1999 et 2012
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52 52
VII.2.3 : Extraction des zones d’habitations
Fond de carte : Orthobase SPOT 5
Logiciel utilisé : ARCGIS 10.0
Carte 4 : Extrait des zones bâtis en 1999 et 2012
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53 53
VII.2.4 : Extractions des informations routières
Fond de carte : Orthobase SPOT 5
Logiciel utilisé : ARCGIS 10.0
Carte 5 : Extrait des informations routières en 1999 et 2012
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54 54
VII.2.5 : Interprétation des résultats
Dans cette partie, nous avons démontré qu’il est possible d’extraire les informations
telles que les rizières, zones marécageuses, terrain boisé, cultures à partir des images
satellitaires. Au cours des traitements, nous avons vu que les méthodologies utilisées différent
selon les images et selon les logiciels d’application. Cette différence est due à la résolution des
images et de la puissance des logiciels utilisés.
Il apparaît aussi dans cette partie que les travaux de terrain sont indispensables car ils permettent
de contrôler les résultats du traitement et de corriger les informations incorrectes
Pour notre étude, les méthodes d’extraction utilisées s’avèrent très efficaces et fiables car
on a pu tirer tous les éléments cherchés. Néanmoins on ne peut pas affirmer qu’elles soient la
meilleure pour les extractions, d’autres méthodes peuvent être mise en œuvre pour obtenir ces
résultats.
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55 55
CHAPITRE VIII : EVOLUTION DES INFORMATIONS DE LA ZONE
DE L’ANNEE 1999 JUSQU’ EN 2012
VIII.1 : Rizières
Carte 6 : Evolution des rizières et terrain boisé entre 1999 et 2012
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56 56
VIII.2 : Zones marécageuses
Carte 7 : Evolution des zones marécageuses entre 1999 et 2012
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57 57
VIII.3 : Les zones d’habitations
Carte 8 : Evolution des zones bâtis entre 1999 et 2012
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58 58
VIII.4 : Les informations routières
Carte 9 : Evolution des informations routières entre 1999 et 2012
Il est à noter que les extraits des informations en 2012 sont les résultats du
traitement.
Dans ce chapitre, on a réalisé une étude spatio-temporelle sur l’évolution des informations
thématiques de la zone P-47_b-1:Ivato entre les années 1999 et 2012 à partir des données
satellitaires. Des traitements ont été appliqués aux images pour permettre leur utilisation dans
l’étude de révision. Les méthodes de superposition entre ancienne BD10 et nouvelles version
ont été utilisées pour détecter les changements.
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59 59
VIII.5 : Diagramme d’évolution de la zone d’étude P47_ b1
VIII.5.1 : Diagramme de l’occupation du sol de 1999 – 2012
Diagramme 1 : Evolution de l’occupation du sol de 1999 à 2012
Le diagramme ci- dessus nous montre tous les changements de l’occupation du sol
durant ces treize années.
On constate une forte croissance de 22,1(Ha) de la surface bâtie durant ces années.
Elle est due au remblayage du terrain et à la tendance qui se dessine actuellement dans un
accroissement démographique plus fort dans les Communes périphériques que dans la
Capitale et dont le taux est de 6,3% par an en périphérie, 3,4% par an dans la Capitale et
sur une moyenne de 4,2% par an.
En effet, les Communes situées sur les grands axes routiers constituent naturellement
des zones d’entrée dans la capitale, donnant naissance à un type particulier de quartiers
très denses et filaires avec un arrière-plan dégagé. Citons le cas de la Commune
d’Ambohidratrimo où les immigrants représentent 65% de la population, ce qui explique
aussi la forte accroissement des terrains bâtis.
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60 60
Au niveau de la classe rizières, une augmentation de 8,8 (Ha). Cela s’explique sur
l’évolution des systèmes d’irrigation et l’évacuation d’eaux car il y a une élévation de 13(Ha)
sur les zones marécageuses. Pour les autres, on constate un décroissement au niveau du terrain
boisé, culture, terrain vague.
VIII.5.2 : Tableaux récapitulatif sur les légendes pouvant être mise à jour à
partir de l’orthobase
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61 61
Tableau 6 : Les légendes qu’on a pu mettre à jour à partir de l’image SPOT 5
Couverture Légendes Nombres d’entités Surface (Ha)
Constructions 1200 80,16
Terrain boisé 47 46,42
Terrain vague 23 38,32
Polygone Cultures 61 125,76
Rizières 31 185,14
Lac 2 175,14
Marais 21 63,09
Couverture Légendes Nombre d’entités Longueur
Linéaire
Piste 18 4 km
Route goudronnée 60 16km
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62 62
CHAPITRE IX : LES CARTES OBTENUES APRES TRAITEMENT DE
L’ORTHOBASE SPOT 5
IX.1 Commentaire
Dans ce dernier chapitre, des traitements ont été appliqués aux images pour permettre leur
utilisation dans l’étude de révision. Les méthodes de superposition entre ancienne BD10 et
nouvelles version ont été utilisées pour détecter les changements et d’extraire les nouveaux
éléments apportés par l’orthobase SPOT.
En effet, l’utilisation des logiciels SIG nous a permis de réaliser 3 cartes topographiques
(Ancienne carte , les nouveaux éléments apportés par l’ orthobase, la nouvelle carte à jour) à
l’ échelle 1 :10000 de la zone P-47_b1 Ivato après les différentes étapes qu’ on a faites
auparavant puis on a proposé des techniques et des méthodes pour transformer les résultats de
traitement en une BD utilisable.
Bref, les résultats obtenus ont montré que pendant ces treize années l’évolution de la ville n’a
cessé de s’accroitre et tend surtout vers une urbanisation rapide.
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63 63
Carte 10 : Ancienne carte topographique au 1 :10000
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64 64
Carte 11 : Cartes des nouveaux éléments apportés par l’orthobase SPOT 5
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65 65
IX.2 : Conception de la carte topographique à jour de 1999 jusqu’ en 2012
Après la réalisation des cartes d’occupation du sol en 1964 et en 2013, on a procédé à
l’analyse cartographique de l’évolution d’occupation du sol en superposant les couches de
données de chaque carte. On a utilisé le logiciel ARCGIS10.0 pour effectuer cette opération.
Ainsi, le logiciel traite automatiquement les changements entre les deux dates (1999 et 2013)
et l’évolution de chaque classe de l’occupation du sol.
Organigramme 3 : Réalisation de la carte d’évolution
L’utilisation des logiciels SIG nous a permis de réaliser cette révision de la nouvelle
BD10 de la zone P-47_b-1. Les résultats ont montré que pendant ces treize années l’évolution
de la ville n’a cessé de s’accroitre et surtout tend vers une urbanisation rapide.
Carte d’occupation du sol en 2012 Carte d’occupation du sol en 1999
Superposition à l’aide du logiciel
ARCGIS 10.0
Carte d’évolution
1999-2012
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66 66
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67 67
IX.3 : Méthode de mise à jour de la BD 10 à partir de la télédétection
Organigramme 4 : Techniques et méthode pour réviser la BD 10 à partir des images
satellitaires
IMAGE SATELLITAIRE : SPOT 5
TRAITEMENT D’IMAGE NUMERIQUE
TRAVAUX SUR TERRAIN
Nouvelle
Echantillonnage
LA NOUVELLE BD 10
Vectorisation
Lissage
Prétraitements
Interprétation des images
Evaluation des
classifications
Vérification et contrôles
des résultats issus des
traitements
LES INFORMATIONS THEMATIQUES
CONTENUES DANS L’IMAGE
VECTORISATION DES RESULTATS
En vue d’extraire
Dont le but de créer
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CONCLUSION
Au terme de ce travail de mémoire de fin d’études, les cartes topographiques sont les
bases physiques de toute opération de développement. La télédétection spatiale devient de plus
en plus utile pour suivre l’évolution rapide des grandes villes. Avec l’apparition des satellites
d’observation de la Terre à haute résolution spatiale (de l’ordre du mètre), la cartographie
urbaine est l’une des applications les plus prometteuses de la télédétection.
Dans notre étude, il apparaît clairement qu’il est possible de localiser les modifications
des informations géographiques d’une zone sur une échelle de1 : 10000 et d’en estimer
l’ampleur à partir des images satellitaires SPOT 5. Toutefois, l’utilisation de plusieurs logiciels
de traitement comme, l’OTB 3.2 et des logiciels SIG fut très efficace pour la réalisation de notre
étude. Ils nous ont permis d’avoir de très bons résultats sur les traitements des informations et
l’objectif à atteindre tel que la mise à jour de la carte topographique à partir de l’orthobase
SPOT 5 à l’échelle 1 : 10000 qui a pour but de comparer les informations dans une ancienne
carte à celle de la nouvelle.
Dans la carte 1 : 10000 la base de données est très claire et détaillée, de ce fait, un
travail de terrain reste toujours très important car c’est après la descente sur terrain que l’on
vérifie et corrige toute ambigüité sur le résultat partiel des occupations du sol.
Néanmoins, on ne peut pas affirmer qu’elle soit la meilleure pour les extractions,
d’autres méthodes peuvent être mises en œuvre selon les images et les logiciels d’application
pour l’obtention des résultats.
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
69 69 69
BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE
[1]
Auteur
Titre
Date d’édition
RENE CUENIN
Cartographie Générale Tome 1
Eyrolles 1972
[2]
Auteur
Titre
Date d’édition
Dr LAURANT DURIEUX
Les satellites d’observation de la Terre
Paris, 11 / 04 / 2013
[3]
Auteur
Titre
Date d’édition
PATRICK BOURON
Institut Géographique National, Unité de traitement d’image
Bruxelles 2009
[4]
Auteur
Titre
Date d’édition
CLAUDE KERGOMARD
La télédétection Aéro-spatiale
2009
[5]
Auteur
Titre
Date d’édition
J.P CHEREL
Classification d’image, support cours M1 SIIG3T
2001
[6]
Auteur
Titre
Date d’édition
Manuel GRIZONNET
Outil de traitement d’images sur OrfeoToolBox
22 mai 2012
[7]
Auteur
Titre
Date d’édition
DEGAICHA
Evaluation de l’ mage SPOT pour la cartographie à l’échelle 1 / 5000
Septembre 2005
[8]
Auteur
Titre
Date d’édition
RAKOTOARISOA Andriamparany
Technique de mise à jour de la BD10 à partir de la télédétection
05 avril 2011
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
70 70 70
WEBOGRAPHIE
http://www.ftm.mg 12/12/2014, présentation FTM
http://www.télédétection/ Principe de la télédétection
http://www.spotimage.fr Caractéristique de l’image SPOT
http://www.ese.u-psud.fr, [email protected]].
ANNEXES
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i
Annexe 1 : GENERALITES SUR LE SIG
Notion su SIG
Le SIG ou Système d’Information Géographique est un outil d’accumulation des données
et d’acquisition des données (pour les cartes thématiques ou cartes Topographiques).
Ainsi, le Système d’information Géographique permet de :
Regrouper les informations dans un référentiel commun afin de permettre l’analyse et
la visualisation des phénomènes,
Connaitre précisément l’état des lieux de la région pour faciliter les prises de décision
utiles,
Améliorer le temps de travail d’élaboration des cartes,
Faciliter le travail dans la gestion et l’aménagement de l’espace.
Composant d’un SIG
Un SIG est définie par 4 composantes principales :
- L’utilisateur : c’est celui qui a accès à l’information
- Matériel : défini par l’utilisateur
- Données : elles se présentent sous forme de tableau statistique, des cartes
topographiques, d’images satellitaires, de photographies aériennes et, selon leur
nature, sont soit saisies au clavier, soit numérisées, soit intégrées après traitement
numérique.
- Logiciel : il est associé à un ordinateur de capacité importante et est conçu pour
répondre aux besoins spécifiques des utilisateurs, et cela que ce soit en matière
de des données ou en matière d’analyse.
Matériel
Logiciel Données
Utilisateur
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ii
Fonction d’un SIG
Elles consistent à :
La saisie des données: c’est-à-dire, l’assemblage et la mise dans un format,
utilisable par le système, des éléments caractéristiques des objets ou
phénomènes à étudier.
La gestion des données: s’étendant de la manipulation à la restitution en passant
par le stockage, la sauvegarde et la mise à jour.
L’analyse, c’est-à-dire, traduire les données en informations pour en tirer
une interprétation logique.
La sortie et l’affichage des résultats.
Données dans un SIG
Notons que les données dans un SIG sont considérées comme une représentation
de l’information et qui se caractérisent en :
Données de référence (localisées): elles proviennent des données graphiques
(carte topographique) existantes dont les objectifs sont: Une fonction
informative, une fonction de fond de plan
Données thématiques (descriptives): Ce sont les couches d’informations d’un
S.I.G. appuyées par les données de références pouvant être à la fois
graphiques et numériques (carte topographique).
Données tabulaires (manipulées): Ce sont des données descriptives sous
forme de tableau repartis-en: Tables attributaires ou états: qui sont des
données de même nature et ayant un rapport direct avec un ou plusieurs
éléments graphiques; Tables externes: qui sont des données de SGBD
(système de gestion de base de données) de type de Base, Access …
Références géométriques communes: ils permettent l’utilisation d’un unique
système de référence (carte topographique) afin d’obtenir une cohérence
dans la localisation des objets situes dans la zone de travail.
Les types de données :
Ce sont les entités géographiques telles que :
Les points: sous forme de coordonnées cartésiennes (X, Y), ils servent à la
représentation des objets a distribution discrète
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iii
Les lignes: décrites par deux ou plusieurs paires de coordonnées, elles regroupent
les entités linéaires de surface nulle
Les polygones: décrits par des lignes fermées, mettant en valeur des aires définies
(Unités pédologiques, eaux, zones de cultures,…)
Les surfaces continues: qui sont à trois dimensions, elles nécessitent la connaissance
d’un troisième paramètre (altitude, pression, température, couverture végétale…)
Structure des données :
Il existe deux techniques de représentation des données :
Mode image (structure maillée ou raster): représenté par un maillage de cellules
carrées avec une valeur numérique unique. La dimension de la maille est définie par le
nombre de lignes et de colonnes. La cellule indique la surface élémentaire de l’objet à
étudier et est repérée par la ligne et la colonne sur laquelle elle est positionnée.
Mode objet (structure vectorielle): l’élément fondamental en est le point. La position de
l’objet est définie par l’emplacement des points qui le définissent dans un
référentiel donné. Les applications géographiques comme les applications graphiques
utilisent des informations géométriques, de l’information géographique, on peut
dériver de l’information graphique, pour rédiger une carte.
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iv
Annexe 2 : LES LOGICIELS ET MATERIELS UTILISES
ARC GIS 10.0
Depuis de nombreuses années ; la technologie SIG améliore la communication, la
collaboration et la prise de décision, la gestion des ressources et des infrastructures et l’accès
aux informations tout en permettant aux petites et aux grandes organisations de réaliser
d’importance économie.
Le logiciel ARCGIS est un système d’information géographique développé par la
société ESRI. C’est un outil pour gérer, visualiser, cartographier, interroger et analyser toutes
les données disposant d’une composante spatiale.
ARCGIS Desktop est un ensemble complet d’application SIG professionnelle
permettant de résoudre des problèmes, remplir une mission, augmenter l’efficacité, prendre de
meilleures décisions et communiquer, visualiser et comprendre une idée, un plan ou une
situation. De nouvelles fonctionnalités peuvent être ajoutées à tous les postes de travail par
l’intermédiaire d’une série d’extensions disponibles auprès d’ESRI et d’autres éditeurs. Les
utilisateurs ont également la possibilité de développer des extensions et des outils
personnalisées à l’aide de l’interface de programmation Windows standard, telles que : Visual
Basic ; Java, Visual C++,
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v
MONTEVERDI
Monteverdi est un logiciel qui permet d’effectuer un traitement d’image satellite. Ce
logiciel est « open source » et il est basé sur une librairie qui s’appelle : « Orfeo ToolBox »,
développé par le CNES depuis 2006 et qui met à disposition une très grande quantité
d’algorithme de traitement d’image satellite. L’application Monteverdi met à disposition ses
algorithmes à travers une interface totalement intégrée où un utilisateur va pouvoir chainer des
traitements sur différents types d’images.
Données et matériels utilisés
La méthode d’approche utilisée consiste en premier lieu à collecter des données relatives
aux thèmes de ce mémoire ; viennent ensuite l’analyse, la combinaison et la numérisation de
certaines données et enfin des applications numériques permettant de définir des nouvelles
données. Les données utilisées sont :
Un extrait de la carte topographique au 1/ 10 000
Une Image SPOT 5 panchromatique
Une Image SPOT 5 multispectrale
Une Orthophoto couvrant la zone d’étude
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vi
Annexe 3 : ANCIENNE CARTE TOPOGRAPHIQUE A L’ECHELLE 1 : 10000 DE LA
ZONE P47_b1
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vii
Annexe 4 : INTERPRETATION DES LEGENDES
Interprétation de l’image pour discerner les légendes et symboles de l’ancienne carte
topographiques à l’échelle 1/ 10000 sur l’image SPOT 5.
Route revêtue :
Route non revêtue praticable toute l’année :
Route :
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viii
INFORMATIONS SURFACIQUES
INFORMATIONS PONCTUELS
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ix
TABLE DES MATIERES
REMERCIEMENTS ............................................................................................................................... I
SOMMAIRE.......................................................................................................................................... II
LISTE DES ACRONYMES ................................................................................................................ IV
LISTE DES FIGURES ........................................................................................................................ IV
LISTE DES PHOTOS ........................................................................................................................... V
LISTE DES IMAGES ............................................................................................................................ V
LISTE DES TABLEAUX ...................................................................................................................... V
LISTE DES ORGANIGRAMMES ....................................................................................................... V
LISTE DES DIAGRAMMES .............................................................................................................. VI
LISTE DES CARTES .......................................................................................................................... VI
LISTE DES FORMULES .................................................................................................................... VI
LISTE DES ANNEXES ...................................................................................................................... VII
AVANT PROPOS ............................................................................................................................ VIII
INTRODUCTION ................................................................................................................................. 1
PARTIE I : GENERALITES SUR LA CARTE .................................................................................. 2
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LA CARTE ........................................................................................................ 2
I.1 : Définition de la cartographie : ..................................................................................................................... 2
I.2 : Classification des cartes............................................................................................................................... 2
I.2.1 : Classification selon le contenu ............................................................................ 2
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x
A. Carte topographique ......................................................................................... 2
B. Carte thématique ............................................................................................... 3
I.3 : Représentation cartographique de la surface de la terre ........................................................................... 3
I.3.1 : Notion de projection ............................................................................................ 3
I.3.2 : Projection Laborde Madagascar .......................................................................... 4
I.4 : Qualité d’une carte ...................................................................................................................................... 5
I.4.1 : Qualité fondamentale ou qualité interne d’une carte ........................................... 5
A. La précision ...................................................................................................... 5
B. L’exactitude ...................................................................................................... 5
I.4.2 : Qualités graphique ou qualités externes d’une carte ........................................... 5
A : La lisibilité ............................................................................................................ 5
B : La sélectivité ......................................................................................................... 6
C : L’esthétique .......................................................................................................... 6
I.5. Les différentes types de carte ...................................................................................................................... 6
I.5.1 Echelle .................................................................................................................... 6
I.5.2 Nature ..................................................................................................................... 6
I.5.3. Contenu ................................................................................................................. 7
I.6. ORIENTATION ............................................................................................................................................... 7
I.6.1. Echelle numérique ................................................................................................ 7
I.6.2. Echelle graphique .................................................................................................. 8
I.6.3. L’orientation ......................................................................................................... 8
CHAPITRE II : PRESENTATION DE L’ORTHOBASE SPOT 5 ................................................................................... 9
II.1 : Historique ................................................................................................................................................... 9
II.2 : Caractéristique technique du satellite SPOT5 .......................................................................................... 10
II.3 : Domaine d’application des produits spot ................................................................................................ 11
PARTIE II : DESCRIPTION DE LA ZONE D’ETUDE ET LA METHODOLOGIE DU
TRAVAIL ............................................................................................................................................... 2
CHAPITRE III : LOCALISATION DE LA ZONE D’ETUDE ....................................................................................... 13
III.1 : Zone d’étude : feuille P47_ b.1 Ivato ....................................................................................................... 13
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
xi
III.2 : Spécifications de la zone d’étude ............................................................................................................ 16
III.3 : Aménagement de la zone ........................................................................................................................ 17
CHAPITRE IV : PRESENTATION DE LA CARTE TOPOGRAPHIQUE A L’ECHELLE 1/10000 .................................... 18
IV.1 : Historique ............................................................................................................................................... 18
IV.2: La nouvelle échelle 1 : 10000 ................................................................................................................... 19
IV.3 : Spécification de la carte topographique au 1/ 10 000 ............................................................................ 20
IV.3.1 : Les éléments représentés dans la carte ............................................................ 20
A. La planimétrie ................................................................................................. 20
1. Route et chemin .......................................................................................... 20
2. Chemin de fer .............................................................................................. 23
3. Lignes électriques ....................................................................................... 23
4. Clôture et limite .......................................................................................... 23
5. Culture et végétation ................................................................................... 23
6. Constructions diverses ................................................................................ 24
7. Limites et notations administratives ........................................................... 25
B. Hydrographie .................................................................................................. 25
1. Lac, Etang, marais ....................................................................................... 25
2. Fleuve, Rizière, Ruisseau ............................................................................ 25
C. Orographie ...................................................................................................... 26
1. Les courbes de niveau ................................................................................. 26
2. Les points cotés ........................................................................................... 26
CHAPITRE V : CONCEPT DE BASE DE LA TELEDETECTION ................................................................................. 28
V.1 : Historique ................................................................................................................................................. 28
V.2 : Définitions ................................................................................................................................................ 28
V.3 : Principe et acquisition de données en télédétection ............................................................................... 29
V.3.1 : Le mode passif : ............................................................................................... 29
V.3.2 : Le mode actif : .................................................................................................. 29
CHAPITRE VI : LA METHODOLOGIE DU TRAVAIL ............................................................................................. 31
VI.1 : Traitement préliminaire .......................................................................................................................... 31
VI.1.1 : Importation de fichier ..................................................................................... 31
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xii
VI.1.2 : Transformation géométrique : Correction géométrique.................................. 31
VI.2 : Traitement de l’image ............................................................................................................................. 32
VI.2.1 Ortho fusion ...................................................................................................... 32
VI.2.2 Composition colorée ......................................................................................... 33
A. Composition colorée 314 .......................................................................... 34
B. Composition colorée 321 ........................................................................... 34
C. Indice de végétation NDVI ....................................................................... 35
VI.3 : Méthode de classification d’occupation du sol ....................................................................................... 35
VI.4 Interprétation des signatures spectrales de l’image SPOT ....................................................................... 38
VI.4.1 La matrice de confusion .................................................................................... 40
VI.4.2 Amélioration du contraste ................................................................................. 41
VI.5 Numérisation ............................................................................................................................................. 42
VI.5.1 : Entrée des données .......................................................................................... 42
VI.5.2 : Géoréférencement et Calage ........................................................................... 42
VI.5.3 : Vectorisation des informations ....................................................................... 44
VI.6 : Méthodes d’extraction des informations ................................................................................................ 45
VI.6.1 : Extraction à partir des classes ......................................................................... 45
VI.6.2 : Extraction à partir des couleurs ....................................................................... 46
VI.6.3 : Proposition de méthode pour les extractions des informations ...................... 46
PARTIE III : LES RESULTATS ET LES CARTES OBTENUS APRES LES TRAITEMENTS
DE L’ORTHOBASE ........................................................................................................................... 48
CHAPITRE VII : TRAVAUX SUR TERRAIN ET RESULTATS DES EXTRACTIONS DES INFORMATIONS .................... 49
VII.1 : Contrôle et vérification .......................................................................................................................... 49
VII.1.1 : Matériels utilisés ............................................................................................ 49
VII.1.2 : Principe .......................................................................................................... 49
VII.2 : Extraction des informations surfaciques et linéaires ............................................................................. 50
VII.2.1 : Extraction des rizières ................................................................................... 50
VII.2.2 : Extraction des zones marécageuses ............................................................... 51
VII.2.3 : Extraction des zones d’habitations ................................................................ 52
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
xiii
VII.2.4 : Extractions des informations routières .......................................................... 53
VII.2.5 : Interprétation des résultats ............................................................................. 54
CHAPITRE VIII : EVOLUTION DES INFORMATIONS DE LA ZONE DE L’ANNEE 1999 JUSQU’ EN 2012 ................. 55
VIII.1 : Rizières .................................................................................................................................................. 55
VIII.2 : Zones marécageuses ............................................................................................................................. 56
VIII.3 : Les zones d’habitations ......................................................................................................................... 57
VIII.4 : Les informations routières .................................................................................................................... 58
VIII.5 : Diagramme d’évolution de la zone d’étude P47_ b1 ............................................................................ 59
VIII.5.1 : Diagramme de l’occupation du sol de 1999 – 2012 ..................................... 59
VIII.5.2 : Tableaux récapitulatif sur les légendes pouvant être mise à jour à partir de
l’orthobase .................................................................................................................... 60
CHAPITRE IX : LES CARTES OBTENUES APRES TRAITEMENT DE L’ORTHOBASE SPOT 5 ................................... 62
IX.1 Commentaire ............................................................................................................................................ 62
IX.2 : Conception de la carte topographique à jour de 1999 jusqu’ en 2012 ................................................... 65
IX.3 : Méthode de mise à jour de la BD 10 à partir de la télédétection ........................................................... 67
CONCLUSION .................................................................................................................................... 68
BIBLIOGRAPHIE ET WEBOGRAPHIE ....................................................................................... 69
ANNEXES ........................................................................................................................................... 71
TABLE DES MATIERES ................................................................................................................... IX
RESUME ........................................................................................................................................... XIV
ABSTRACT ...................................................................................................................................... XIV
RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
xiv
Auteur : RAMIANDRISOA Anjanomena Hasinjara
Adresse : 07B 225 Mahazoarivo Antsirabe
Tél : 0330459342
E-mail : Noum’[email protected]
Titre : « LA MISE A JOUR DES CARTES TOPOGRAPHIQUES A PARTIR DE
L’ORTHOBASE SPOT 5 »
Nombre des pages : 70
Nombre des figures : 9
Nombre des tableaux : 6
Nombre des cartes : 11
Nombre des annexes : 4
RESUME
Avec l'arrivée des images satellite à hautes et à très hautes résolutions, et l'utilisation
de nouvelles technologies d'acquisition, la cartographie urbaine est l'une des applications les
plus prometteuses de la télédétection. A une échelle de 1 :10000, il est possible de localiser
les modifications des informations d’une zone et d’en estimer l’ampleur à partir des images
satellitaires SPOT 5.
Ce rapport permettra une reconnaissance des grandes infrastructures qui pourraient servir de
repère et une mise à jour de la carte au 1 :10000 à partir de la télédétection.
Mots clé : Images satellites, carte topographique, Télédétection, mise à jour
ABSTRACT
Due to the high and very high resolutions of satellite images, and the use of new
acquisition technologies, urban mapping becomes one of the most promising applications of
remote sensing. On a scale of 1: 10.000, it is possible to locate changes to the information of
an area and estimate the scale from SPOT 5 satellite images.
This report will allow us to recognize major infrastructure that could serve as a reference and
update the map at 1: 10,000 from remote sensing.
Key words: Satellite vision, topographic map, remote sensing, update
Encadreurs : Madame Nary Herinirina Iarivo, Chef de service de la cartographie
Professeur RABARIMANANA Mamy, Chef de département IGF