Introduction à la géomatique et aux systèmes d'information géographique

La géomatique et les systèmes d'information géographique (SIG) ont profondément renouvelé la façon d'acquérir, de stocker et d'analyser les données localisées à la surface de la Terre. Ce chapitre pose les définitions fondamentales du module — géomatique, information géographique, SIG — ainsi que les composantes et les fonctions d'un SIG. Ces notions, souvent demandées sous forme de définitions précises, ouvrent presque tous les examens de Géoinformatique.

1. De la carte papier à la géomatique

Pendant longtemps, la cartographie a été le principal outil de stockage, de mesure, de localisation et de représentation des phénomènes géographiques, utile à l'aménagement du territoire comme aux stratégies militaires. Mais la carte papier montre ses limites face aux besoins modernes : difficulté d'actualisation de données en constante évolution, difficulté de liaison entre les objets géographiques et leurs bases de données volumineuses, difficulté d'analyse rapide devant la masse d'informations à traiter. Ces contraintes ont ouvert la voie à l'informatisation progressive du traitement de l'information géographique.

Dans un premier temps sont apparus des logiciels de dessin et de cartographie automatique (assistés par ordinateur), qui améliorent la production des cartes sans en changer la nature. Puis se sont développés des programmes beaucoup plus complets, capables de lier un objet géographique dessiné à sa base de données attributaire et d'effectuer des opérations d'analyse spatiale : les systèmes d'information géographique. Le développement parallèle de la télédétection a fourni une source de données abondante sur la surface terrestre, renforçant l'usage des SIG en géologie et en géomorphologie.

2. La géomatique : définitions et disciplines

Le terme géomatique, contraction de « géographie » et « informatique », est un néologisme proposé dans les années 1970 par l'ingénieur géographe Bernard Dubuisson, qui voulait souligner le rôle croissant de l'informatique dans sa profession. Diffusé d'abord au Québec, il désigne aujourd'hui la discipline ayant pour objet la gestion des données à référence spatiale, qui fait appel aux sciences et technologies liées à leur acquisition, leur stockage, leur traitement et leur diffusion. La géomatique mobilise plusieurs disciplines : la géographie, la cartographie, la télédétection, la photogrammétrie, la géodésie, la statistique, l'informatique et les mathématiques.

La géomatique regroupe au moins trois activités distinctes : la collecte des données géographiques (photographie aérienne et orthophotographie, image satellite, relevés GPS sur le terrain), la numérisation et l'intégration de ces données dans un système, et le traitement et l'analyse de ces données par les SIG. Ces trois activités s'appuient toutes sur l'outil informatique, ce qui fait de la géomatique une discipline où géographie et informatique sont indissociables.

3. Qu'est-ce qu'un système d'information géographique

Un Système d'Information Géographique (SIG, en anglais Geographic Information System, GIS) est un ensemble d'équipements informatiques, de logiciels et de méthodologies conçu pour la saisie, le stockage, la gestion, l'analyse et l'affichage de données dont la majorité est spatialement référencée, dans le but de simuler le comportement d'un phénomène naturel et d'aider à la décision. On rencontre aussi les sigles SIRS (Système d'Information à Référence Spatiale, où chaque donnée est rattachée à une position dans l'espace) et SIT (Système d'Information du Territoire).

Trois idées reçues sont à écarter : un SIG n'est pas seulement un logiciel, il ne s'achète pas comme un simple produit fini, et son coût n'est pas forcément prohibitif — il peut être bâti avec des outils libres et gratuits. En réalité, la mise en place d'un SIG implique la réorganisation de l'information d'une organisation entière et se conçoit par étapes, avec l'ensemble des utilisateurs concernés.

4. Les composantes d'un SIG

Un SIG combine un aspect matériel (hardware : unité centrale, instruments de numérisation, imprimantes, tables traçantes) et un aspect logiciel (software, tel que Mapinfo, ArcGIS, Erdas, Idrisi, Géomédia, QGIS…). Le logiciel SIG s'organise classiquement en cinq modules : un module de saisie et vérification des données, un module de stockage et de gestion de la base de données, un module de transformation des données, un module de sortie et de représentation (cartes, tableaux, graphiques), et un module d'interaction avec l'usager. À cela s'ajoutent les données elles-mêmes et les utilisateurs, qui définissent les objectifs et exploitent les résultats.

5. Fonctions et domaines d'application

Un SIG remplit quatre grandes fonctions : visualiser (cartographie générale ou thématique, web-mapping), interroger (requêtes attributaires et requêtes spatiales), gérer (acquisition, géoréférencement, mise à jour, optimisation des données) et analyser (géotraitements, croisement de couches). Ses domaines d'application sont très variés : gestion du cadastre et zonage urbain, planification des réseaux et des transports, gestion des installations souterraines, épidémiologie et santé publique, protection de l'environnement et suivi des changements climatiques, aménagement des bassins versants, exploration géologique et minière.