Système d’Information Géographique

Atelier paludisme15 mars 2004 - 24 avril 2004

RédactionDr RAKOTOMANANA Fanjasoa

Dr RANDREMANANA Rindra Vatosoa

Groupe de Recherche sur le Paludisme - Institut Pasteur de Madagascar

GENERALITES SUR LE SIG ET CARTOGRAPHIE Qu’est ce qu’un SIG ?

Ensemble de données géographiques, structuré de manière à pouvoir extraire des

informations ou synthèse d’informations utiles pour la prise de décision ( SIG, 1990).

Un système informatique de matériel, de logiciels et de processus conçu pour permettre la collecte, la gestion, la manipulation, l’analyse, la modélisation et l’affichage de données à référence spatiale afin de résoudre des problèmes complexe d’aménagement et de gestion (Denègre J, 1996). Les principales composantes du SIG Données Logiciel

Personnel formé

Restitution - Cartographie - Aide à la décision

Gestion Manipulation

Analyse spatiale Analyse thématique

Matériels informatiques Les spécificités du SIG Le SIG permet de

- gérer des informations dont une partie graphique ou géométrique et une partie descriptive (données attributaires ou attributs)

- effectuer des requêtes spatiales (ex : aire d’influence d’une structure de santé) - effectuer des croisements de couches (ex : infrastructure publique et démographie)

Utilisation du SIG Le SIG est utilisé dans plusieurs domaines d’application :

- gestion des ressources naturelles - agriculture - aménagement du territoire

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- gestion et inventaires des infrastructures de transport… - …épidémiologie et santé

Géomatique et santé

Les différents approches géographiques dans le domaine de géomatique et santé - distribution spatiale des maladies et phénomènes de santé - analyse spatiale multitemporelle - détermination des facteurs de risques - planifications et déterminations des zones prioritaires d’interventions - surveillance d’impact des mesures de lutte - allocations des ressources

La base de données pour les " Maladies à transmission vectorielle" Données épidémiologiques - prévalence, géographique et chronologique, d’une endémie - incidence - répartition des divers niveaux de gravité de l’endémie (paludisme stable ou instable,

zones d’émergence d’arboviroses, onchocercose cécitante ou non ) Données parasitologiques : - répartition d’un agent pathogène et de ses variants (espèces, souches,…) Données géographiques - cartes, images satellites, photos aériennes - végétation (spatiale et chronologique)

• hauteur, densité du couvert, activité chlorophyllienne… • type d’agriculture

- altitude - réseaux de communication - réseaux hydrographiques (rivières, eau stagnante) Données climatiques - pluviométrie - température - humidité - ensoleillement

Données entomologiques - espèces vectrices, localisation et densité - sensibilité aux insecticides - espèces associées (parasites, prédateur, pathogènes)

Données faunistiques - réservoir de virus - hôtes alternatifs pour la prise du repas sanguin - élevage

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Quelques notions de cartographie

La carte est une représentation plane d’une partie de la surface terrestre et, la cartographie est l’ensemble des techniques qui interviennent pour réaliser cette représentation.

La carte peut être considérée comme un langage car elle délivre un message aisément structuré. Le décryptage s’effectue par une série de brèves fixations visuelles qui balayent l’ensemble de l’image (Dobson 1977).

Les cartes sont généralement classées en 2 grandes familles :

• Les cartes topographiques Elles résultent 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 surfaces du sol. Elles sont réalisées dans un but d’utilité publique.

Les cartes topographiques peuvent se classer par groupe d’échelle avec des niveaux d’informations différentes : - cartes à très grande échelle : échelle supérieure ou égale à 1/1000 - cartes à grande échelle : de 1/10 000 à 1/25 000 inclus - cartes à moyenne échelle : de 1/25 000 à 1/100 000 inclus - cartes à petite échelle : de 1/100 000 à 1/500 000 inclus - cartes à très petite échelle : inférieure ou égale à 1/1 000 000.

• Les cartes thématiques

Elles ont pour objet de donner sur un fond repère une représentation conventionnelle des phénomènes localisables de toutes natures (concret ou abstraits) et leurs corrélations.

Parmi les cartes thématiques, on peut effectuer un classement par thèmes, par exemple des cartes :

- physiques : géologique, climatologique, météorologique, hydrologique - bio-géographiques : zoologique, écologique - géographie humaine : démographie, sociologie, administrative - économique : agricole, industrielle, transport, commerce - sanitaire : prévalence, point d’émergence d’une maladie.

En cartographie, retenir les notions suivantes :

- les coordonnées, localisation d’un point sur la surface de la terre (géographique, plane) - la projection, transcription d’un espace à trois dimensions dans un espace à deux

dimension - l’échelle, relation entre la dimension d’un objet sur la carte et dans la réalité.

Les principaux modes de représentation des données cartographiques sont :

- le mode VECTEUR, où les points significatifs et les relations qui existent entre eux sont pris en considération. En cartographie numérique les différents éléments qui sont digitalisés sur une carte sont des points, des lignes et des surfaces.

- le mode RASTER dans lequel le territoire est complètement subdivisé en pixels et où chaque pixel est renseigné.

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Bibliographie DENEGRE J, SALGE F. Les Systèmes d’Information Géographique. Collection : Que sais-je ? Ed Presses Universitaires de France, 1996 ; N°3122, 128p. JEANNE I. Paludisme et schistosomose : deux exemples d’utilisation des Système d’Information Géographique et de la télédétection à Madagascar. Bull Soc Pathol Exot, 2000; 93,3: 208-214. NUTTAL I, O’NEILL K, MEERT JP. Système d’Information Géographique et lutte contre les maladies tropicales. Méd Trop, 1998 ; 58,3 : 221-227. OMS Genève. Système d’Information Géographique : cartographie et surveillance épidémiologie 1999. Relevé épidémiologique hebdomadaire, 1999 ; 74 :281-288. OPENSHAW S. Geographical Information Systems and tropical diseases. Trans. Roy. Soc. Trop. Med. Hyg. 1996, 90 : 337-339. RAKOTOMANANA F., JEANNE I., DUCHEMIN JB., RAHARIMALALA L., PIETRA V., TOMBO ML., ARIEY F. Approche géographique dans la lutte contre le paludisme dans les régions des Hautes Terres Centrales à Madagascar. Arch Inst Pasteur Madagascar 2001 ; 67, 1&2 : 27-30. RANDREMANANA RV, RAKOTOMANGA S, MIGLIANI R, JEANNE I. Système d’Information Géographique et Santé : application à la ville d’Antananarivo. Arch. Inst. Pasteur de Madagascar, 2001,67 (1&2) : 74 – 78. Sites web Logiciels SIG Mapinfo : http://www.mapinfo.com Arcview : http://www.esri.com Idrisi: http://www.idrisi.clarku.edu Images satellites Landsat : http://landsat7.usgs.gov Spot: http://www.spotimage.fr Formations et tutoriaux SIG: http://lacan.grignon.inra.fr/ressources/SIG/index.htm Télédétection : http://lacan.grignon.inra.fr/ressources/teledetection/vademecum.htm

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Travaux Pratiques

Initiation au logiciel MapInfo 6.5

Fonctions usuelles

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AFFICHAGE DE PLUSIEURS COUCHESD’INFORMATIONS

• Ouvrir MapInfo Professional 6.5 TM

• Ouvrir Table C:/TP SIG /Moramanga/ contour - fleuve -lac - rizières - villages - marais - rtes principales ou ouvrir avec l’icône

• Puis dans Carte - Contrôle des couches ou cliquer directement sur l’icône , ajouter une à une les couches manquantes - essayer de réorganiser les différentes couches d’informations en sélectionnant la couche à déplacer puis

− cliquer sur descendre ou monter

− ou sélectionner la couche à déplacer et avec la souris gauche enfoncée, déplacer la couche

CREATION D’UNE NOUVELLE COUCHE (1)

• Carte - Contrôle des couches ou cliquer directement sur l’icône sélectionner Couche Dessin et la rendre modifiable

• Prendre l’outil Style symboles -choisir la police, la taille, le symbole et la couleur

CREATION D’UNE NOUVELLE COUCHE (2)

• Prendre l’outil Symbolepour tracer des Centres deSanté • Puis Carte - EnregistrerCouche Dessin - Choisir le nom du fichier (CSB) et le répertoire (C:/TP SIG/Moramanga)• Carte - Contrôle des couches -Rendre la couche CSB modifiable• Fenêtre - Données ou cliquer directement sur l’icône Table

sélectionner CSB

CREATION D’UNE NOUVELLE COUCHE (3)• Table - Gestion tables - Modifier structure

• Créer 2 champs: Nom CSB ( type : caractère, largeur : 30) et Nombre de personnels ( type : entier)

1

2

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CREATION D’UNE NOUVELLE COUCHE (4)

• Ouvrir la table CSB et la remplir• Enregistrer la table : fichier-

enregistrer table ou cliquer sur l’icône

JOINTURE ENTRE TABLES (1)• Ouvrir la table villages et la fenêtre des données

• Ouvrir une table externe dans C:/TP SIG /Moramanga/ joinvg.xls:

1-Ouverture de données externes dans Mapinfo

1

2

3

JOINTURE ENTRE TABLES (2)

Changer la cellule A1;B66 en A2;B66

Cocher sur Titre sur la Ligne au-dessus de la Sélection

JOINTURE ENTRE TABLES (3)

La table « joinvg.xls » s’ouvre dans Mapinfo

1- Jointure entre tables. Dans Table – Sélectionner mettre à jour colonne

. Choisir la table à mettre à jour (table de destination); puis la table dans laquelle se trouve les attributs à ajouter dans la table de destination

. Cliquer sur Jointure pour spécifier le champ de jointure

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JOINTURE ENTRE TABLES (4)

• Choisir le champ de jointure pour les 2 tables

• Spécifier le champ à rajouter dans la table de destination

JOINTURE ENTRE TABLES (5)

. Une nouvelle table s’affiche « villages Données:2 »

. Enregistrer cette table sous un autre nom : Fichier – Enregistrer table sous

ANALYSE THEMATIQUE

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5

• Choisir la table CSB et lavariable à analyser

• Cliquer sur Paramètres pour changer le symbole, sa taille ou sa couleur

• Cliquer sur Légende pour modifier le titre de la légende, les valeurs des classes,…

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• Carte - Analyse thématique• Choisir Type : Symboles

CREATION D’UNE ZONE TAMPON• Carte - Contrôle des couches - Rendre modifiable la couche CSB

• Dans Sélection - Sélection -Sélectionner la table CSB ou utiliser l’outil de sélection par rectangle

1

• Carte - Contrôle des couches ou cliquer sur - sélectionner Couche Dessin et la rendre modifiable

• Dans Objets - Cliquer sur Tampon− Valeur : 2− Unités : kilomètres− Lissage : 50− Un tampon pour chaque objet

• Enregistrer la couche dessin en un fichier tampon2km

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HABILLAGE DE LA CARTE (1)

• Echelle : activer la fenêtre de la carte - Outils - Exécuter− sélectionner SCLBAR2 puis OPEN

− un outil apparaît en bas dela barre d’outil Général

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− prendre cet outil pour tracer l’échelle - rentrer la valeur de l’échelle voulue (5) puis son unité(kilomètres)

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• Fenêtre - Mise en page - Mosaïque

HABILLAGE DE LA CARTE (2)

• Le symbole Nord :− prendre l’outil Style Symboles− sélectionner Mapinfo Arrows comme Police - Choisir la

taille, le symbole et la couleur voulus − prendre l’outil Symbole - Cliquer à l’endroit choisi pour

mettre le symbole

• Titre ou rajout de texte

− prendre l’outil Style Textes

− choisir la police, la taille et la couleur du texte

− prendre l’outil pour écrire

CARTE FINALE

GLOSSAIRE CARTE : représentation conventionnelle, généralement plane, en position relative, de phénomènes concrets ou abstraits localisables dans l’espace (Comité Français de Cartographie). CARTE THEMATIQUE : cartes qui représentent sur un fond repéré généralement topographique des phénomènes qualitatifs ou quantitatifs concrets ou abstraits, circonscrits et limités par le choix d’un thème ou d’un sujet particulier. CLASSIFICATION : technique permettant de grouper des données brutes en un nombre limité de catégories connues aussi sous le nom de classes. En télédétection, les techniques de classification sont utilisées pour regrouper les pixels en fonction de leurs similitudes spectrales. GEOREFERENCE : localisation d’une image ou d’un fichier vecteur dans un espace défini par un système de coordonnées de référence. Pour les images, la géoréférence consiste à indiquer le système de coordonnées de référence (ex.Latitude/Longitude), l’unité de référence (ex.Degré) et la position en coordonnées de référence des quatre coins de l’image. GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS) : système de positionnement et de navigation à l’échelle mondiale, conçu et mis en service par le département de la défense des Etats-Unis. Le calcul du positionnement d’un emplacement est basé sur la mesure du temps de trajet de signaux radioélectriques émis à partir des 24 satellites positionnaires. Ces satellites sont répartis de façon à assurer en tout lieu une visibilité simultanée d’au moins 4 satellites, pour nous donner les 3 paramètres suivants : la latitude, la longitude et l’altitude, jusqu’à une précision de 10 m (récepteurs communs actuels). NUMERISATION D’IMAGE : technique de conversion des données contenues dans une image en données numériques. PIXEL : contraction des mots « picture element ».Un pixel, au sens strict, est la surface élémentaire (rectangulaire ou carrée) d’un système d’affichage graphique. PROJECTION : c’est la représentation d’une surface sur une autre. En cartographie, cela correspond à la représentation de la sphère terrestre sur une surface plane (papier ou écran). Comme il est physiquement impossible de représenter un globe sur un plan sans introduire des distorsions, l’échelle variera à l’intérieur de la projection, produisant des distorsions dans les relations de distance, de surface et d’angle. Il est cependant possible, à l’intérieur de contraintes connues, de définir des projections qui préservent certaines de ces relations. RADAR : appareil qui émet des impulsions en hyperfréquences très brèves, ou des ondes entretenues, et reçoit l’écho de ces impulsions après réflexion sur des obstacles. RASTER : ce terme est généralement utilisé pour décrire un système de représentation d’images, dans lequel l’image est composée de petites cellules arrangées sous la forme d’une grille. Le mode de stockage des données est typiquement en ligne (en progressant de gauche à droite le long de la ligne, et ensuite de la ligne supérieure vers les lignes inférieures).

RESOLUTION : terme général pour évoquer, dans le cas d’un système de mesurage, l’aptitude à séparer deux niveaux d’un signal ; dans le cas d’une image, l’aptitude à rendre distincts deux points voisins. SIGNATURE SPECTRALE : description (souvent sous forme graphique) du niveau de luminance réfléchie dans différentes bandes spectrales par un type particulier d’objet. C’est l’équivalent du concept de couleur dans la perception visuelle. C’est l’élément clé de l’interprétation de l’imagerie multi spectrale de télédétection. TELEDETECTION : technique de mesure des caractéristiques d’objets à distance. Elle mesure l’énergie électromagnétique réfléchie ou émise par les objets. Les systèmes de télédétection comprennent les instruments tels que les appareils photographiques, les scanneurs multi spectraux et les radars. VECTEUR : techniquement, un vecteur est une variable quantitative ayant une magnitude, une direction et pouvant être décomposée. Dans le processus de cartographie assistée par ordinateurs, des lignes complexes peuvent être décrites comme une succession de petits segments de droite, ayant chacun une magnitude (longueur) et une direction. Ce terme est communément utilisé pour désigner toute donnée graphique pouvant être décomposée en points parfaitement définis à l’aide d’un couple de coordonnées. Cette procédure inclut donc des points, des lignes (un ensemble de point qui reliés entre eux forment une ligne), et des zones (une ligne qui se rejoint pour délimiter un polygone).