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Manuel

cartographie rapide De l"échelle de la région à celle du mobilier urbain de

Bernard Lortic

avec la collaboration deDominique Couret IRD

Institut de recherche pour le développement

Marseille, 2011

Manuel

cartographie rapide De l"échelle de la région à celle du mobilier urbain de

Photos de couverture

De gauche à droite, Le nouveau château d"eau, Debre Birhan (2007), ©B. Lortic- Employés municipaux

en cours de stage de cartographie, Debre Birhan (2007), © B. Lortic- Nouveau quartier, Addis Abeba

(2008), ©B. Lortic- Planification des nouveaux habitats collectifs, Addis Abeba (2008), ©B. Lortic.

Photos de dos de couverture

De gauche à droite, Extension périphérique récente, Debre Birhan (2007), ©B. Lortic- Plots de bornage de

parcelles en attente d"être posés, Debre Birhan (2007), ©B. Lortic- Nouveaux immeubles en construction,

Debre Birhan (2007), © A. Aing- Relevé GPS par les élèves de la faculté d"urbanisme, Debre Birhan

(2007), ©B. Lortic. Debre Birhan (Éthiopie), composition colorée, image Quick Bird (02-12-2007).Crédits

Conception graphique et maquette

Marie-Odile S

CHNEPF

Numérisation des photos

Annick A

ING

Correction éditoriale

Yolande C

AVALLAZZI

Lecture éditoriale

Elisabeth H

ABERT

Sous la direction de Marcia De ANDRADEMATHIEU

Responsable du Service Cartographie de la DIC (AIRD)

Remerciements

Ce travail est le fruit d"une recherche en équipe. L"expérience sur laquelle se fonde la méthode provient

aussi bien de travaux de développement informatique que de travaux de terrain. Nombreux ont été les col-

laborateurs.

Il faut particulièrement citer :

Marc S

OURIS, Zelealem ADDISet Denis GÉRARD;

Zewdu A

LEBACHEWqui a réalisé un test particulièrement important;

les étudiants de la FUDS et le personnel des mairies de Hossaena et de Debre Birhan qui ont su rester

tenaces et enthousiastes;

Pascale M

ETZGERpour avoir eu l"idée d"une telle méthode et la conviction de son utilité; enfin Marcia De A NDRADEMATHIEU, Elisabeth HABERTet Marie-Odile SCHNEPFpour leur soutien très actif

sans lequel l"élaboration et la rédaction de ce manuel de cartographie rapide n"auraient pu aboutir.

Manuel de cartographie rapide - B. LORTIC

Sommaire

7Préface

9Avant-propos

13Présentation de la méthode

Une cartographie simple et fonctionnelle

15 Fiche 1- Modélisation des objets géographiques

Quelle précision ?

19Fiche 2 - L"échelle

21Fiche 3 - La précision

23Fiche 4 - Les systèmes géodésiques

Quelles sources de données géographiques ?

27Fiche 5 - Scanner une carte

31Fiche 6 - Scanner un plan ou un schéma

33Fiche 7 - L"offre d"images à Très haute résolution spatiale (THRS)

35Fiche 8 - La spécificité des images à Très haute résolution spatiale (THRS)

37Fiche 9 - Le serveur Google Earth viaSavedit

39Fiche 10 - Les données d"altitude - SRTM - GDEM - Reference3D

Géoréférencer les données

41Fiche 11 - Le fonctionnement du système GPS

43Fiche 12 - Utiliser le Géoportail de l"IGN ou Google Earth

45Fiche 13 - La méthode de recalage par tessellation

49Fiche 14 - La méthode de relevé par traces de points GPS

53Fiche 15 - Intégrer des données GPS dans un SIG

55Fiche 16 - Choisir le matériel GPS

57Fiche 17 - Géoréférencer une image

61Fiche 18 - Géoréférencer une carte

Fabriquer la carte, extraire les données

63Fiche 19 - Photo-interpréter une image

67Fiche 20 - Saisir des points

69Fiche 21 - Tracer la voirie

71Fiche 22 - Saisir les îlots ou pâtés de maison

73Fiche 23 - Saisir le bâti

75Fiche 24 - La codification hiérarchique

79Fiche 25 - Extraire la végétation

81Fiche 26 - Extraire les altitudes

Légender la carte, actualiser les données

83Fiche 27 - La légende ou dictionnaire des données

85Fiche 28 - Actualiser la carte

Annexes

89 Bibliographie

93 Glossaire

5

Sommaire

Liste des séquences vidéo

Fiche 1 - Schéma d"une base de données géographiques Fiche 2 - L"échelle sur le Géoportail de l"IGN

Fiche 3 - Un problème de précision

Fiche 4 - Changer de datum

Passer de WGS84 au système géodésique éthiopien

Fiche 5 - Scanner une carte

Fiche 6 - Scanner un plan ou un schéma

Fiche 7 - Explorer le site DigitalGlobe

Capturer des images avec l"API Google

Explorer le site GeoEye

Fiche 8 - Spécificité de la THRS

Fiche 9 - Le serveur Google Earth

viaSavedit

Fiche 10 - Intégrer SRTM

Intégrer GDEM

Fiche 12 - Utiliser Google Earth

Fiche 13 - Géoréférencer une image sur une carte Fiche 15 - Intégrer les données GPS dans un SIG Fiche 17 - Géoréférencer une image d"après les traces GPS

Fiche 18 - Géoréférencer une carte

Fiche 19 - Photo-interpréter une image

Fiche 20 - Digitaliser des objets "points »

Fiche 21 - Digitaliser des objets " lignes »

Fiche 22 - Digitaliser des objets " zones », les îlots Fiche 23 - Digitaliser des objets " zones », les bâtiments

Fiche 24 - La codification hiérarchique

Fiche 25 - Extraire la végétation

Utiliser les macro-commandes

Fiche 26 - Digitaliser les courbes de niveaux

à partir d"une carte au 1 : 50000

à partir d"une carte au 1 : 2000

Fiche 26 -Interpoler courbes de niveaux et points cotés Fiche 27 - Présentation du dictionnaire de la base " Debre Birhan »

Fiche 28 - Actualiser la carte

6

Manuel de cartographie rapide - B. LORTIC

Préface

Pour la petite communauté des cartographes,

comme du reste pour beaucoup d"autres commu- nautés techniques, nous vivons une époque extraor- dinaire. Certes, l"irruption de l"informatique person- nelle et de l"imagerie spatiale dans les années 80, puis celle du GPS, des logiciels de systèmes d"infor- mation géographiques (SIG) et les progrès de la géo- désie, avaient ouvert des quantités de perspectives nouvelles. Mais le mouvement ne s"est pas arrêté là, et nous avons tiré les dividendes de quantités d"au- tres progrès majeurs. En vrac : -la photographie numérique grand public, -les mémoires des ordinateurs personnels permet- tant de stocker, gérer et traiter des quantités énor- mes de ces images, et permis l"essor de l"orthopho- tographie, -les logiciels de traitement d"image, de photogram- métrie et de 3D en général, -les images satellite avec des pixels de plus en plus petits qui permettent souvent de remplacer la prise de vue aérienne, -les réseaux et les télécommunications permettant d"échanger et de consulter des données géogra- phiques dans le monde entier, -la mesure de la Terre à quelques millimètres près, permettant enfin d"accéder à une référence géogra- phique unique et extrêmement précise, -la prise de conscience de l"importance capitale des données géographiques pour une gestion intelli- gente des territoires, avec le développement de sites géographiques d"accès complètement libre, institutionnels (Géoportail en France) ou commer- ciaux (Google Earth, Virtual Earth, etc.) extraordi- nairement riches et faciles d"accès, -la profusion des bases de données géographiques locales, nationales et mondiales, dont l"emploi est en outre grandement facilité par l"évolution des logiciels de SIG dont la puissance et l"ergonomie permettent une prise en mains aisée.Et la liste n"est certainement pas finie...

Mais, paradoxalement, tout ceci n"a pas changé

grand-chose pour le cartographe. Certes celui-ci bénéficie d"un accès très rapide à des montagnes d"informations, et il a dû devenir un virtuose de l"ex- traction des données pertinentes. Mais, en dernier lieu, il doit toujours développer, à côté de son exper- tise technique, tout son sens graphique et même artistique pour rendre facile à comprendre les don- nées acquises. S"il est devenu très facile de faire une mauvaise carte, il est toujours aussi délicat d"en faire une bonne... Le présent ouvrage est bâti sur la longue expérience de télédétecteur et de cartographe de terrain de

Bernard Lortic et propose toute une série de

recommandations simples pour réaliser une carte en mobilisant peu de moyens. Dans ce qui suit, ce ne sont pas les quelques développements théori- ques qu"il faudra retenir (il existe déjà une abondante littérature pour ceux qui voudront approfondir), mais bien plutôt la démarche pragmatique et efficace arti- culant utilisation des outils géomatiques et pratique du terrain, avec des quantités d"illustrations concrè- tes qui pourront directement servir d"exemple pour les cartographes de demain. À ce titre, ce manuel forme une excellente base pour ceux qui, sans aucune spécialisation en géomatique moderne, vou- dront réaliser une cartographie rapide, destinée par exemple à des recherches pour le développement de leurs pays: je leur souhaite à tous un bon travail, perpétuant une démarche millénaire, celle de connaî- tre son environnement pour mieux le gérer...

Michel Kasser

Directeur de l"École nationale des sciences géographiques -->l"École de la géomatique 7

Préface

8

Manuel de cartographie rapide - B. LORTIC

Avant-propos

Ce manuel se veut être une description la plus sim- ple possible d"une méthode de cartographie rapide adaptable à toutes les situations. L"idée d"écrire ce manuel m"est venue à la suite des travaux réalisés dans le cadre des quelques années que j"ai passées en Éthiopie, entre 2005 et 2008, à enseigner la télé- détection et les systèmes d"information géographi- que à l"École nationale d"administration éthiopienne (Ethiopian Civil Service College ), dans le cadre d"un accord de partenariat entre l"unité de recherche 029

Environnement urbainde l"IRD (Institut de recher-

che pour le développement) et la faculté de planifi- cation urbaine de cette école éthiopienne. L"ambition, côté IRD, était de traiter du développement urbain en croisant des thèmes géographiques comme démo- graphie, structure socio-économique, gouvernance, patrimoine, environnement, etc. Je me souviens avoir présenté à nos collègues éthiopiens, au début du programme, des travaux macroscopiques à propos de la morphologie des grandes villes mondiales, met- tant en valeur l"élaboration et le suivi d"indicateurs, comme densité du bâti, ségrégation sociale, centra- lité, type d"habitat majoritaire... Ces thèmes et ce sujet trouvaient alors le plein accord du corps ensei- gnant éthiopien qui, je pense, en comprenait tout l"intérêt. Mais c"était sans compter sur le décalage important entre notre point de vue scientifique issu de l"enseignement universitaire français qui consiste à d"abord observer, " trier » les données, en cher- chant celles qui seront les plus à même de décrire une "réalité»; et la position de fait des Éthiopiens dans l"urgence à agir. D"une part, ils disposaient de peu de données et le plus souvent ces données étaient rendues totalement obsolètes de par la rapi- dité des changements démographiques et sociologi- ques en cours dans ce pays. D"autre part, la priorité éthiopienne était non pas d"observer mais bien de planifier le développement urbain. Dans cet objectif très concret, les enseignants éthiopiens partisans d"une planification faisaient chaque année réaliser par les étudiants de 4 e année un exercice de "mas- ter plan» sur une petite ville. En France, et plus géné-

ralement en Europe, ce sont des bureaux d"étudequi sont contactés pour effectuer ce genre de travail.

Ils s"appuient alors sur de très nombreuses données déjà existantes : cadastre, données de l"INSEE , données de l"IGNviale Géoportail , etc. La situation éthiopienne était quelque peu différente. Dès ma première expérience, à Woldyia, petite ville qui avait été choisie comme terrain pour la réalisation du " master plan » en 2005, j"ai été confronté aux pratiques des étudiants. Ils ne disposaient que de copies de cartes sur diazoïque bleu assez illisibles et de plus totalement caduques de par leur ancien- neté. Par ailleurs, ils manipulaient pendant des heu- res des décamètres à ruban pour des relevés de grande précision mais absolument pas géoréféren- cés. Les étudiants et la municipalité étaient, non pas aveugles, mais un peu perdus, n"ayant que très peu de moyens pour localiser et intégrer dans l"espace leurs connaissances pourtant importantes. Dans un pays très policé et où chaque habitant est fiché parquotesdbs_dbs10.pdfusesText_16