Un système d’information géographique (SIG) est un système informatique permettant de capturer, stocker, vérifier et afficher des données liées à des positions sur la surface de la Terre. En mettant en relation des données apparemment sans rapport, le SIG peut aider les individus et les organisations à mieux comprendre les modèles et les relations spatiales.

La technologie SIG est un élément crucial de l’infrastructure des données spatiales, que la Maison Blanche définit comme « la technologie, les politiques, les normes, les ressources humaines et les activités connexes nécessaires pour acquérir, traiter, distribuer, utiliser, maintenir et préserver les données spatiales. »

Les SIG peuvent utiliser toute information qui inclut la localisation. L’emplacement peut être exprimé de plusieurs façons différentes, comme la latitude et la longitude, l’adresse ou le code postal.

De nombreux types d’informations différentes peuvent être comparés et contrastés en utilisant le SIG. Le système peut inclure des données sur les personnes, comme la population, le revenu ou le niveau d’éducation. Il peut inclure des informations sur le paysage, comme l’emplacement des cours d’eau, les différents types de végétation et les différents types de sol. Il peut inclure des informations sur les sites des usines, des fermes et des écoles, ou des collecteurs d’eaux pluviales, des routes et des lignes électriques.

Avec la technologie SIG, les gens peuvent comparer les emplacements de différentes choses afin de découvrir comment elles sont liées les unes aux autres. Par exemple, en utilisant le SIG, une seule carte pourrait inclure les sites qui produisent de la pollution, comme les usines, et les sites qui sont sensibles à la pollution, comme les zones humides et les rivières. Une telle carte aiderait les gens à déterminer où les réserves d’eau sont les plus à risque.

Capture de données

Formats de données

Les applications SIG comprennent à la fois des systèmes matériels et logiciels. Ces applications peuvent inclure des données cartographiques, des données photographiques, des données numériques ou des données dans des feuilles de calcul.

Les données cartographiques sont déjà sous forme de cartes et peuvent inclure des informations telles que l’emplacement des rivières, des routes, des collines et des vallées. Les données cartographiques peuvent également inclure des données d’enquête et des informations cartographiques qui peuvent être directement saisies dans un SIG.

L’interprétation photographique est une partie importante des SIG. La photo-interprétation consiste à analyser les photographies aériennes et à évaluer les caractéristiques qui apparaissent.

Les données numériques peuvent également être saisies dans un SIG. Un exemple de ce type d’information est les données informatiques recueillies par les satellites qui montrent l’utilisation des terres – l’emplacement des fermes, des villes et des forêts.

La télédétection fournit un autre outil qui peut être intégré dans un SIG. La télédétection comprend l’imagerie et d’autres données recueillies par des satellites, des ballons et des drones.

Enfin, le SIG peut également inclure des données sous forme de tableau ou de feuille de calcul, comme les données démographiques de la population. Les données démographiques peuvent aller de l’âge, du revenu et de l’ethnicité aux achats récents et aux préférences de navigation sur Internet.

La technologie SIG permet de superposer tous ces différents types d’informations, quelle que soit leur source ou leur format d’origine, sur une seule carte. Le SIG utilise l’emplacement comme variable d’index clé pour relier ces données apparemment sans rapport.

Poser des informations dans un SIG est appelé capture de données. Les données qui sont déjà sous forme numérique, comme la plupart des tableaux et des images prises par les satellites, peuvent simplement être téléchargées dans le SIG. Les cartes, cependant, doivent d’abord être scannées, ou converties au format numérique.

Les deux principaux types de formats de fichiers SIG sont les formats matriciels et vectoriels. Les formats matriciels sont des grilles de cellules ou de pixels. Les formats matriciels sont utiles pour stocker des données SIG qui varient, comme l’élévation ou l’imagerie satellite. Les formats vectoriels sont des polygones qui utilisent des points (appelés nœuds) et des lignes. Les formats vectoriels sont utiles pour stocker les données SIG avec des frontières fermes, comme les districts scolaires ou les rues.

Relations spatiales

La technologie SIG peut être utilisée pour afficher les relations spatiales et les réseaux linéaires. Les relations spatiales peuvent afficher la topographie, comme les champs agricoles et les cours d’eau. Elles peuvent également afficher les modèles d’utilisation des terres, tels que l’emplacement des parcs et des complexes d’habitation.

Les réseaux linéaires, parfois appelés réseaux géométriques, sont souvent représentés par des routes, des rivières et des grilles de services publics dans un SIG. Une ligne sur une carte peut indiquer une route ou une autoroute. Avec les couches SIG, cependant, cette route peut indiquer la limite d’un district scolaire, d’un parc public ou d’une autre zone démographique ou d’utilisation du sol. En utilisant diverses saisies de données, le réseau linéaire d’une rivière peut être cartographié sur un SIG pour indiquer le débit des différents affluents.

Le SIG doit faire en sorte que les informations de toutes les cartes et sources diverses s’alignent, afin qu’elles s’accordent à la même échelle. Une échelle est la relation entre la distance sur une carte et la distance réelle sur Terre.

Souvent, le SIG doit manipuler les données parce que les différentes cartes ont des projections différentes. Une projection est la méthode de transfert des informations de la surface incurvée de la Terre vers une feuille de papier plate ou un écran d’ordinateur. Les différents types de projections accomplissent cette tâche de différentes manières, mais toutes entraînent une certaine distorsion. Transférer une forme tridimensionnelle incurvée sur une surface plane nécessite inévitablement d’étirer certaines parties et d’en comprimer d’autres.

Une carte du monde peut montrer soit les tailles correctes des pays, soit leurs formes correctes, mais elle ne peut pas faire les deux. Le SIG prend les données des cartes qui ont été faites en utilisant différentes projections et les combine pour que toutes les informations puissent être affichées en utilisant une projection commune.

Cartes SIG

Une fois que toutes les données souhaitées ont été saisies dans un système SIG, elles peuvent être combinées pour produire une grande variété de cartes individuelles, en fonction des couches de données incluses. L’une des utilisations les plus courantes de la technologie SIG consiste à comparer les caractéristiques naturelles avec l’activité humaine.

Par exemple, les cartes SIG peuvent afficher quelles caractéristiques artificielles se trouvent près de certaines caractéristiques naturelles, comme les maisons et les entreprises qui se trouvent dans des zones sujettes aux inondations.

La technologie SIG permet également aux utilisateurs de « creuser en profondeur » dans une zone spécifique avec de nombreux types d’informations. Les cartes d’une seule ville ou d’un seul quartier peuvent relater des informations telles que le revenu moyen, les ventes de livres ou les habitudes de vote. Toute couche de données SIG peut être ajoutée ou soustraite à la même carte.

Les cartes SIG peuvent être utilisées pour montrer des informations sur les nombres et la densité. Par exemple, le SIG peut montrer combien de médecins il y a dans un quartier par rapport à la population de la zone.

Avec la technologie SIG, les chercheurs peuvent également examiner les changements dans le temps. Ils peuvent utiliser des données satellitaires pour étudier des sujets tels que l’avancée et le recul de la couverture de glace dans les régions polaires, et comment cette couverture a évolué dans le temps. Un commissariat de police pourrait étudier les changements dans les données sur la criminalité pour aider à déterminer où affecter les agents.

Une utilisation importante de la technologie SIG basée sur le temps consiste à créer des photographies en time-lapse qui montrent des processus se produisant sur de grandes zones et de longues périodes de temps. Par exemple, les données montrant le mouvement des fluides dans les courants océaniques ou aériens aident les scientifiques à mieux comprendre comment l’humidité et l’énergie thermique se déplacent autour du globe.

La technologie SIG permet parfois aux utilisateurs d’accéder à des informations supplémentaires sur des zones spécifiques d’une carte. Une personne peut pointer un endroit sur une carte numérique pour trouver d’autres informations stockées dans le SIG sur cet endroit. Par exemple, un utilisateur peut cliquer sur une école pour trouver le nombre d’élèves inscrits, le nombre d’élèves par enseignant ou les installations sportives dont dispose l’école.

Les systèmes SIG sont souvent utilisés pour produire des images tridimensionnelles. Cela est utile, par exemple, aux géologues qui étudient les failles sismiques.

La technologie SIG rend la mise à jour des cartes beaucoup plus facile que celle des cartes créées manuellement. Les données mises à jour peuvent simplement être ajoutées au programme SIG existant. Une nouvelle carte peut alors être imprimée ou affichée à l’écran. Cela permet de sauter le processus traditionnel de dessin d’une carte, qui peut être long et coûteux.

Les emplois SIG

Les personnes travaillant dans de nombreux domaines différents utilisent la technologie SIG. La technologie SIG peut être utilisée pour les enquêtes scientifiques, la gestion des ressources et la planification du développement.

De nombreux commerces de détail utilisent le SIG pour les aider à déterminer où implanter un nouveau magasin. Les entreprises de marketing utilisent les SIG pour décider à qui commercialiser les magasins et les restaurants, et où cette commercialisation doit se faire.

Les scientifiques utilisent les SIG pour comparer les statistiques démographiques aux ressources telles que l’eau potable. Les biologistes utilisent les SIG pour suivre les schémas de migration des animaux.

Les responsables de la ville, de l’État ou du gouvernement fédéral utilisent les SIG pour aider à planifier leur intervention en cas de catastrophe naturelle, comme un tremblement de terre ou un ouragan. Les cartes SIG peuvent montrer à ces responsables quels sont les quartiers les plus en danger, où situer les abris d’urgence et quelles routes les gens doivent emprunter pour se mettre en sécurité.

Les ingénieurs utilisent la technologie SIG pour soutenir la conception, la mise en œuvre et la gestion des réseaux de communication pour les téléphones que nous utilisons, ainsi que l’infrastructure nécessaire à la connectivité Internet. D’autres ingénieurs peuvent utiliser le SIG pour développer des réseaux routiers et des infrastructures de transport.

Il n’y a pas de limite au type d’information qui peut être analysé en utilisant la technologie SIG.