Qu’est-ce que la technologie SIG ? Le Système d’Information Géographique, et son utilité
Le SIG permet d’acquérir, d’organiser, de gérer, de traiter et de restituer des données géographiques sous forme de cartographie. Voilà de quoi il s’agit et quelles sont ses applications
Lorsque nous utilisons une application ou visitons un site internet qui affiche des informations sur une carte, par exemple lorsque nous interagissons avec notre navigateur satellitaire ou que nous cherchons le meilleur restaurant de la région, nous utilisons une technologie basée sur une idée simple mais puissante qui remonte déjà à deux siècles, le SIG.
Dans cet article, nous approfondirons le thème du SIG et comment les logiciels BIM-SIG sont utiles dans ce domaine.
Table des matières
Qu’est-ce qu’un SIG et comment ça fonctionne
Un SIG (Système d’Information Géographique) est un outil informatique avancé qui permet d’acquérir, d’archiver, de gérer, d’analyser et de visualiser des données géospatiales, c’est-à-dire des informations associées à une position spécifique sur la surface terrestre. En substance, un SIG relie des données descriptives (attributs) à des coordonnées géographiques, permettant ainsi de représenter et de comprendre des phénomènes spatiaux à travers des cartes numériques interactives.
Il s’agit donc d’un ensemble de systèmes informatiques/géographiques principalement conçus pour :
- la gestion du territoire,
- la planification urbaine et infrastructurelle,
- l’étude des transformations du territoire dans le temps,
- la réalisation de plans de Protection Civile,
- la réalisation de cartographies thématiques (hydrographiques, sismiques, démographiques, sur le trafic, etc.),
- la statistique, la démographie,
- l’étude du patrimoine archéologique-culturel/environnemental/bâtiment,
- applications GPS.
Les données spatiales peuvent être vectorielles (points, lignes et polygones représentant des objets géographiques) ou raster (grilles de pixels, comme des images satellites), et sont archivées dans des bases de données relationnelles qui facilitent leur gestion et leur analyse.
Grâce au SIG, il est possible d’effectuer des opérations complexes telles que des requêtes spatiales, des analyses de réseau, des analyses de buffer et des superpositions de couches thématiques, afin d’identifier des relations entre des éléments géographiques, des modèles récurrents et des contextes territoriaux autrement difficiles à saisir. Les résultats sont visualisés sous forme de cartes numériques, de graphiques ou de rapports interactifs, fournissant des outils puissants pour la planification urbaine, la gestion environnementale, les transports, le géomarketing, la santé publique et bien d’autres domaines.
En définitive, le SIG transforme de grandes quantités de données géographiques brutes en connaissances utiles et exploitables pour soutenir des décisions basées sur la localisation.
Les systèmes GPS se basent sur les technologies SIG
L’historique du SIG
Pour bien comprendre ce qu’est le SIG, pendant quelques instants mettons de côté toutes nos connaissances informatiques, car son origine remonte à 1854, année où une épidémie se propagea dans le quartier Soho de Londres.
Pour faire front à cette épidémie, un médecin nommé John Snow a réalisé une étude qui situait sur les cartes de la ville de Londres les différents cas de contagion, reliant ainsi la répartition géographique et le nombre de cas infectés.
En monitorant l’évolution de l’épidémie, le docteur Snow comprit que certaines zones constituaient des points de déclenchement d’épidémies du choléra : c’est ainsi que l’on a eu l’idée de géoréférencer des données caractéristiques afin de tirer des conclusions sur la manière de procéder. Ce fut l’une des premières applications réelles du SIG.
Les cartographies historiques du quartier londonien de Soho
Le SIG est donc un système qui met en rapport des informations géographiques à d’autres informations contenues dans une base de données (démographique, écologique, urbaine, etc.).
L’une des premières définitions du SIG à l’ère numérique a été inventée en 1986 par Peter A. Burrough, professeur à l’Université d’Oxford (Royaume-Uni) :
« Le SIG est composé d’ une série de logiciels permettant d’acquérir, de stocker, d’extraire, d’élaborer et d’afficher des données spatiales du monde réel »
Éléments qui composent un système SIG
Le SIG est aujourd’hui intégré à un logiciel qui lie les opérations classiques de base de données et d’analyse de type géographique, c’est-à-dire une combinaison d’informations alphanumériques à des informations spatiales pour obtenir des informations géoréférencées.
Les informations géographiques (cartes, photos, etc.) jouent un rôle important durant les phases d’évaluation et de prise de décision, car elles sont facilement et immédiatement compréhensibles, même pour les non-spécialistes.
Composants fondamentaux
Le SIG est bien plus qu’un simple logiciel : c’est un système complexe et intégré composé de cinq composants fondamentaux qui travaillent ensemble pour collecter, gérer, analyser et visualiser des données géospatiales.
- matériel – comprend tous les dispositifs physiques nécessaires au fonctionnement du SIG, tels que des ordinateurs, des serveurs, des GPS, des scanners, des imprimantes et même des drones. Ces outils soutiennent le traitement, la collecte sur le terrain et la production de sorties cartographiques de haute qualité ;
- logiciel – constitue le cœur opérationnel du SIG. Il inclut des applications qui permettent de traiter les données spatiales, de créer des cartes, de réaliser des analyses et de visualiser les résultats. Souvent, ils s’intègrent à des systèmes de gestion de bases de données (DBMS) pour organiser les données de manière efficace ;
- données – représentent le contenu informatif du système. Elles se divisent en données spatiales, qui décrivent la position et la forme des objets géographiques (au format vectoriel ou raster), et en données attributs, qui contiennent des informations descriptives sur les éléments représentés (ex. nom d’une rue, hauteur d’un bâtiment) ;
- méthodes – incluent toutes les procédures, techniques et pratiques nécessaires pour utiliser correctement un SIG. De la collecte des données à leur analyse, jusqu’à la génération de cartes et de rapports, les méthodes définissent le flux de travail et garantissent cohérence et précision dans les résultats ;
- personnes – sont les utilisateurs qui opèrent le système, le gèrent et interprètent les informations produites. Elles impliquent des analystes SIG, des techniciens, des planificateurs, des décideurs et tous ceux qui utilisent les données géospatiales pour soutenir des stratégies et des décisions dans des domaines tels que l’urbanisme, l’environnement, les transports et la protection civile.
La synergie entre ces éléments permet au SIG de transformer de grands volumes de données géographiques brutes en informations utiles et visuellement efficaces, en faisant un outil essentiel pour la planification, l’analyse et la gestion du territoire.
Types de données dans les systèmes SIG
Dans le SIG, les données peuvent être classées en fonction du format, du contenu et de la manière de représentation, selon trois distinctions principales : données numériques et analogiques, données spatiales et non spatiales, et cartographies thématiques et couches informatives.
Données numériques et analogiques
Les données analogiques représentent des informations territoriales au format physique, telles que des cartes papier, des photographies aériennes sur pellicule ou de la documentation textuelle. Pour être utilisées dans un environnement SIG, celles-ci doivent être converties en numérique par des processus de numérisation, de géoréférencement ou de numérisation manuelle. En revanche, les données numériques sont nativement au format électronique et immédiatement lisibles par un ordinateur. Elles incluent des données vectorielles et raster provenant de capteurs GPS, d’images satellites, de bases de données alphanumériques ou de cartes créées sur ordinateur. Ces données sont idéales pour le traitement, l’archivage et l’analyse dans les logiciels GIS. À ce sujet, il existe sur le marché des SIG-geospatial, différents des autres systèmes informatiques, car ils offrent d’infinies possibilités d’utilisation pour tous les besoins liés à des composants géographiques.
Données spatiales vs non spatiales
Les données spatiales (ou géographiques) représentent des objets dotés d’une localisation précise sur la surface terrestre, via des coordonnées. Elles peuvent être modélisées avec des géométries vectorielles (points, lignes et polygones) ou au format raster (grilles de cellules), et permettent de répondre à la question « où se trouve quelque chose ? ». Les données non spatiales (ou attributs) fournissent en revanche des informations descriptives sur les objets spatiaux, telles que des noms, des dates, des caractéristiques physiques, l’utilisation des sols ou des valeurs statistiques. Organisées en tableaux liés aux objets géographiques par des identifiants uniques, elles enrichissent les analyses spatiales et soutiennent des décisions plus éclairées.
Cartographies thématiques et couches informatives
Dans un SIG, les informations sont représentées à travers des cartographies thématiques et des couches (strates) informatives. Les cartographies thématiques sont des cartes axées sur un phénomène spécifique – par exemple, la densité de population, l’utilisation agricole des sols, ou le risque hydro-géologique – et dérivent de la combinaison de données spatiales et d’attributs, avec l’application de symboliques ad hoc. Les couches informatives, en revanche, sont les différentes strates numériques sur lesquelles s’organisent et se superposent les diverses catégories de données géographiques. Chaque couche peut représenter un type spécifique d’entité (routes, bâtiments, rivières, frontières administratives) et être analysée individuellement ou en combinaison avec d’autres. La gestion multilayer des couches permet une analyse spatiale puissante, flexible et axée sur les objectifs de l’utilisateur.
Pour approfondir le sujet, je vous recommande de lire également l’article « Analyse des données spatiales dans les SIG».
Le système des couches à la base du SIG
Les phases opérationnelles d’un projet SIG
Le développement d’un projet SIG suit un cycle structuré qui permet de transformer des données brutes en informations géographiques utiles pour le soutien aux décisions. Ce processus se décline en trois phases opérationnelles principales : acquisition et mise à jour des données, modélisation et simulation territoriale, et visualisation, analyse et représentation. Ces phases sont interconnectées et souvent itératives, garantissant une gestion dynamique et cohérente des informations spatiales.
Acquisition et mise à jour des données
La première phase consiste en la collecte et la préparation des données géographiques, qui peuvent provenir de multiples sources : relevés GPS, télédétection, photographies aériennes, cartographies numériques, recensements, bases de données existantes ou relevés sur le terrain. À cela suit une phase cruciale de préparation et de nettoyage, qui comprend le géoréférencement, la transformation en systèmes de coordonnées cohérents, et la validation des données pour corriger les erreurs ou les incohérences. La mise à jour continue des informations est fondamentale, car elle permet de maintenir le système SIG en phase avec les transformations du territoire et des phénomènes analysés.
Modélisation et simulation territoriale
Après avoir acquis et organisé les données, on passe à la modélisation, c’est-à-dire à la représentation structurée de la réalité géographique en modèles conceptuels, physiques et logiques. Cette phase permet de définir les relations spatiales entre les objets (topologie) et de structurer les données de manière efficace au sein de bases de données géospatiales. La simulation territoriale permet ensuite de prévoir des scénarios alternatifs et d’analyser des phénomènes complexes, tels que l’expansion urbaine, la gestion des risques, la planification infrastructurelle ou l’impact environnemental. Grâce à des outils GIS avancés, il est possible de réaliser des analyses de convenance, de simuler des flux et d’évaluer des options stratégiques de développement territorial.
Visualisation, analyse et représentation
La dernière phase concerne la transformation des données en informations compréhensibles et communicables. Cela se fait à travers des cartes thématiques, des couches informatives, des modèles tridimensionnels, des tableaux de bord et des rapports interactifs. Les techniques d’analyse spatiale, telles que les requêtes géographiques, les analyses de proximité, les superpositions, la géostatistique et les analyses de réseau, permettent de répondre à des questions spécifiques et d’identifier des motifs cachés dans les données. La représentation cartographique, enfin, est un outil fondamental pour communiquer les résultats de manière claire et soutenir efficacement les processus décisionnels, grâce également à l’utilisation de webGIS et d’applications accessibles en temps réel.
Les niveaux de complexité d’un SIG
En général, on identifie trois niveaux principaux d’utilisation, qui reflètent une évolution croissante des fonctionnalités disponibles et de la capacité d’analyse.
- Niveau 1 – SIG comme outil de visualisation et d’interrogation de base. À ce stade initial, le système fonctionne sur une seule couche informative et permet des opérations simples telles que la visualisation, le calcul de distances ou de surfaces, l’identification d’attributs et l’exécution de requêtes élémentaires. C’est le niveau typique de ceux qui utilisent le GIS comme archive thématique, utile par exemple pour consulter la carte d’un réseau routier ou vérifier la position d’une infrastructure;
- Niveau 2 – SIG multilayer pour des analyses spatiales complexes. Avec l’introduction de plusieurs couches superposées, le GIS devient un outil analytique plus puissant. À ce niveau, des analyses spatiales avancées sont réalisées, telles que des superpositions (overlay), des buffers, des jointures spatiales ou des analyses de proximité. C’est le cas, par exemple, d’un urbaniste qui évalue la position optimale pour un parc en tenant compte de la densité de population, de la présence d’espaces verts et des zones constructibles;
- Niveau 3 – SIG comme plateforme de modélisation et de soutien décisionnel. Le niveau le plus évolué prévoit l’utilisation d’algorithmes complexes, de simulations et de modélisations prédictives. Les données proviennent de sources hétérogènes et sont intégrées pour simuler des scénarios (« what-if »), soutenir des processus décisionnels stratégiques ou planifier des interventions à grande échelle. Dans ce contexte, un SIG peut être utilisé pour prévoir l’impact d’une inondation, planifier des réseaux de transport optimisés ou soutenir des choix de localisation par le biais d’analyses multicritères.
Ces trois niveaux représentent une échelle de sophistication croissante du SIG, qui évolue d’un simple outil de consultation cartographique à un système décisionnel avancé. La transition d’un niveau à l’autre n’est pas rigide, mais graduelle et dépend de la capacité de l’utilisateur ou de l’organisation à gérer et interpréter des données de plus en plus complexes pour obtenir une connaissance approfondie du territoire.
Qu’est-ce que le SIG – Vidéo
Ci-dessous, nous proposons une courte vidéo (en langue anglaise) qui illustre brièvement ce qu’est le SIG.
FAQ sur ce qu’est le SIG
Qu’est-ce qu’un SIG et à quoi ça sert ?
Un SIG (Système d’Information Géographique) est un système informatique qui permet d’acquérir, d’archiver, de gérer, d’analyser et de visualiser des données géospatiales, c’est-à-dire des données liées à une position géographique. Il sert pour des applications telles que la planification urbaine, la gestion environnementale, l’analyse démographique et la protection civile.
Quelles sont les principales applications du SIG ?
Les principales applications incluent la gestion du territoire, la planification urbaine et infrastructurelle, l’étude des transformations territoriales, la protection civile, la création de cartographies thématiques, la statistique et la démographie, l’analyse archéologique et culturelle, et les applications GPS.
Quelle est l’histoire et l’origine du SIG ?
L’origine du GIS remonte à 1854, lorsque le docteur John Snow a cartographié les cas de choléra dans le quartier londonien de Soho pour identifier la source de l’épidémie. Cela représente l’une des premières applications de la géoréférenciation de données pour des analyses spatiales.
Quels sont les composants fondamentaux d’un système SIG ?
Les cinq composants principaux sont : matériel (ex. ordinateurs, GPS, drones), logiciel (ex. logiciels SIG et bases de données), données (spatiales et attributs), méthodes (procédures et flux de travail) et personnes (utilisateurs, analystes, décideurs).
Quels types de données sont utilisés dans les SIG ?
On utilise des données numériques et analogiques, spatiales (avec des coordonnées géographiques) et non spatiales (attributs descriptifs), organisées en cartographies thématiques et couches informatives. Les formats principaux sont vectoriels et raster.
Quelles sont les phases opérationnelles d’un projet SIG ?
Les trois phases opérationnelles principales sont : acquisition et mise à jour des données, modélisation et simulation territoriale, visualisation et analyse des données avec représentation via des cartes, des couches et des tableaux de bord interactifs.
Quels sont les niveaux de complexité d’utilisation d’un GIS ?
Les niveaux principaux sont trois : 1) SIG pour visualisation et requêtes simples, 2) SIG multilayer pour analyses spatiales complexes, 3) SIG comme plateforme de modélisation et de soutien décisionnel, avec simulations et analyses.
