FR:GIS for Dummies (written by a dummy)
Cette page est une introduction à certains concepts de Géographie et SIG pour les personnes comme moi, qui ne sont ni géographes ni spécialistes du SIG et contribuent à OpenStreetMap pour de multiples raisons.
Ce qui est rédigé découle de ce que j’ai appris durant le développement de Merkaartor. Ne pas hésiter à rectifier toute information erronée de ma part.
Datums, ou « Qu’est ce que ce WGS84 machin-chose ? »
Chacun sait que la Terre est ronde, n’est ce pas ? Et bien comme vous le savez peut-être déjà, elle ne l’est pas. En résultat de nombreuses forces, la Terre est en fait aplatie sur les pôles et est plus proche d’un ellipsoïde. Mieux encore, sa forme est en évolution constante !
Comme vous le savez, tout point sur Terre peut être étiqueté selon une longitude (Est-Ouest) et une latitude (Nord-Sud). Le problème étant que ces coordonnées sont définies selon une origine (0,0)°, qui est constamment en mouvement ! Pour avoir un système de référence commun, nous devons indiquer une définition précise des dimensions de la Terre, c’est le rôle des datums.
Le standard le plus récent (utilisé par les GPS et OpenStreetMap) est WGS 84.
Une liste d’articles de fond et de terminologie en lien avec les datums et les projections de carte sont disponibles sur le wiki de GRASS . La documentation mathématique complète est disponible sur le site de PROJ.4.
Projections, ou « Qu’est-ce que le Mercator ? »
La Terre étant ronde (Pas tout à fait, mais assumons qu’elle l’est), nous devons trouver une manière de représenter le globe en 3D sur nos écrans ou cartes en 2D. C’est là qu’interviennent les projections avec des calculs plus ou moins complexes.
Il existe de nombreuses projections différentes, chacune ayant un but propre. Pour OpenStreetMap les plus utilisées sont Mercator et Plate Carrée pour des raisons développées par la suite. Mais n’importe quelle projection peut être appliquée aux données.
Pour votre culture générale, Gerardus Mercator était un cartographe belge-flamand du 16e siècle.
TMS
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TMS est une méthode standard d’affichage de cartes à partir de tuiles. Bien que les détails de l’implémentation varient, en général la carte est pré-rendue selon différents niveaux d’agrandissement, découpée en tuiles (souvent 256x256 pixels) et délivrée par un simple serveur.
La projection généralement utilisée est Mercator, ou plutôt une variante que nous appellerons « Projection Google ». La particularité de celle-ci étant que sa latitude est limitée à 85° au Nord et au Sud, de manière à ce que le monde dans sa globalité soit un carré. Cette projection est seulement utilisée pour les cartes visuelles.
Les noms de tuiles Google Map et OpenStreetMap diffèrent des standards TMS en numérotant 0,0 la tuile dans le coin en haut à gauche au lieu d’en bas. Voir TMS#The Y coordinate flipped
WMS
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WMS (Web Map Service) est une autre méthode standard d’affichage de cartes. Elle diffère de TMS en étant générée en direct, à partir de paramètres présents dans l’URL. En bref, vous pouvez indiquer ce que vous souhaitez voir (couches), la zone affichée (bounding box) et le format de l’image (encodage et taille).
La « projection principale » sous WMS est epsg:4326. epsg:4326 n’est pas vraiment une projection, elle indique seulement que longitude et latitudes sont au format WGS84. L’équivalent est appelé « Plate Carrée », du jargon pour simplement indiquer que, indépendamment de l’échelle, 1° équivaut à 1 pixel. En conséquence, les longitudes vont de -180° à +180°, les latitudes de -90° à + 90° et une projection de la Terre complète est un rectangle d’échelle 2:1.
Chemins, nœuds et polygônes
OpenStreetMap diffère des logiciels SIG et formats de données standards. On représente la plupart des données par deux simples element types : nœuds et chemin. Les autres formats comprennent également des « polygones » pour les zones en 2D, ce que nous faisons à l’aide de chemins fermés.
Formats de fichiers – « Qu’est ce qu’un « Shape » ? »
Le format de fichier le plus courant pour les données SIG est .shp, pour Shapefile. Il fut introduit par ESRI (l’entreprise derrière le fameux ArcGIS) et est devenu le standard du domaine. La plupart des logiciels SIG prennent en charge ce format ou proposent de convertir les données sous un autre format. Un Shapefile est subdivisé en plusieurs fichiers distincts, ce qui rend facile sa corruption lors de transferts.
Couches – « On est sur GIMP ou bien ? »
Une majorité de logiciels SIG propose une fonction de « couches », un concept familier aux utilisateurs d’éditeurs d’images tel que Photoshop ou GIMP. L’idée générale est relativement simple : au lieu de placer toutes les données dans un même plat, on les divise selon leur nature dans différentes assiettes empilées. Cela peut faciliter la manipulation et le traitement pour certains types de données. Par exemple :
Un scientifique dispose d’images satellites du Sahel. Pour son travail, il veut identifier les routes principales (a) et les points d’eau (b). Il utilise ainsi les images comme fond et créé deux couches supplémentaires : une pour les routes (chemins) et l’autre pour les points d’eau (nœuds). Cette méthode à également deux autres avantages :
- Les données restent organisées. Les routes et les points d’eau sont des éléments de nature différente qu’il serait incongru de mélanger.
- De nombreux formats ne prennent en charge qu’un type de donnée (nœud, chemin, polygone) par fichier.
Sur OpenStreetMap, nous gardons les choses simples. C’est un point majeur du projet, que les éditeurs puissent s’approprier les données et leur manipulation aussi vite et facilement que possible. Les données sont généralement groupées sur une seule couche. Certains éditeurs permettent de séparer les couches, mais cela est généralement dans le but de faciliter la manipulation de différents jeux de données. Ce n’est pas une limitation ! Seulement une manière différente de construire une carte. Les services utilisant les données OpenStreetMap séparent souvent les éléments en différentes couches. Convertir les données OpenStreetMap en Shapefile nécessite de filtrer par tags.
Note : Il est question de couches sur le plan de logiciels SIG, le terme « Layer » peut également être utilisé dans d’autres contextes.