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Comment détecter le système de coordonnées de référence (CRS) ? - Je ne peux pas afficher deux couches vectorielles dans QGIS en même temps !


Lorsque j'essaie d'afficher la couche (a) avec une autre couche (b) dans QGIS, cela ne fonctionne pas. Les deux sont des fichiers de formes vectorielles. J'ai essayé à la fois en utilisant la transformation CRS «à la volée» de QGIS et en enregistrant les deux couches différentes au format CRS de l'autre couche. Comment afficher les deux calques en même temps ?

À propos de la couche (a)

J'ai reçu un fichier .shp (avec .dbf,.sbn, .shx, et en plus des fichiers .sbx, .TAB, .idm et .ind - dont je ne sais pas vraiment ce que c'est). Il n'y a pas de documentation, mais je veux vraiment utiliser la carte ! QGIS l'affiche bien sous la forme CRS : WGS 84, EPSG : 4326. Il cartographie la Suède. C'est métainfo est:

xMin,yMin 4062955.57,3164156.34 : xMax,yMax 4646582.49,4704921.56

À propos de la couche (b)

Je fais davantage confiance à l'autre couche (b) - il est documenté comme étant SWEREF99 TM, EPSG:3006 avec metainfo :

xMin,yMin 269616.42,6137945.67 : xMax,yMax 749134.54,6908654.00

Plus sur ce qui se passe

Je ne peux pas convertir le calque (a) en EPSG:3006 car je reçois un message d'erreur. Lorsque je convertis le calque (b) en EPSG:4326, il devient étrangement comprimé et QGIS ne veut pas afficher les calques en même temps. Leurs coordonnées diffèrent fortement, donc je suppose qu'il n'est pas étrange que QGIS ne veuille pas les afficher en même temps. J'utilise QGIS 2.8.2 sur Mac.

Spéculation sur "qu'est-ce qui ne va pas?"

Ma première supposition est que je n'ai pas sélectionné le bon SCR pour la couche (a) - mais comment puis-je savoir ce que c'est ? Je suis complètement nouveau dans tout ça.


Pour clarifier certaines choses, vous ne devriez pas avoir besoin de convertir un calque. QGIS devrait être capable de les transformer à la volée à des fins de visualisation. Vous devriez donc pouvoir faire les tests à la volée et une fois que vous avez trouvé le véritable EPSG de chaque couche, vous pouvez enregistrer la transformation dans un fichier.

La couche (a) ne peut pas être en 4326 si ses limites sont celles que vous indiquez (xMin,yMin 4062955.57,3164156.34 : xMax,yMax 4646582.49,4704921.56). Ce sont des valeurs métriques et 4326 n'est pas métrique. Les limites ressemblent plus à une projection UTM.

Je vous suggère de vérifier http://epsg.io. Vous pouvez rechercher par pays et filtrer les résultats. Cochez le filtre "Projeté" pour ignorer les CRS inutiles.

http://epsg.io/?q=sweden%20kind%3APROJCRS

S'il y a un petit décalage, cela est probablement dû à quelques petites différences entre la projection réelle du calque et celle que vous avez utilisée. Par exemple, la donnée. 3034 utilise le datum ETRS89 et vous avez peut-être besoin d'une projection qui utilise le datum WGS84.

PS : WGS84 n'est pas un CRS, c'est une donnée. Le datum est la forme théorique de la terre dans laquelle le CRS est cartographié.


Chapitre 3 Système de référence de coordonnées

Après avoir lu et pratiqué les deux premiers chapitres, vous pouvez tout faire dans GIS ou QGIS. Mais, beaucoup de choses sont encore à savoir. Nous pourrions vouloir savoir comment QGIS sait où placer un point ou une ligne ou un polygone ou une image raster. Il nécessite l'emplacement de ces caractéristiques. Les emplacements sont exprimés en termes de coordonnées. Il est maintenant temps de vous mettre à niveau et d'apprendre quelques choses sur le système de référence de coordonnées. Nous pourrions peut-être afficher des cartes sans connaître les coordonnées, mais pour l'analyse et la compréhension des données SIG, nous devons savoir comment les emplacements sont conçus dans le SIG.


Projections cartographiques

Une méthode traditionnelle de représentation de la forme de la terre est l'utilisation de globes. Il y a cependant un problème avec cette approche. Bien que les globes conservent la majorité de la forme de la terre et illustrent la configuration spatiale des caractéristiques de la taille d'un continent, ils sont très difficiles à transporter dans sa poche. Ils ne sont également pratiques à utiliser qu'à des échelles extrêmement petites (par exemple 1:100 million) .

Aperçu


Comment détecter le système de coordonnées de référence (CRS) ? - Je ne peux pas afficher deux couches vectorielles dans QGIS en même temps ! - Systèmes d'information géographique

Projections et systèmes de coordonnées

Les projections et les systèmes de coordonnées sont un sujet compliqué dans les SIG, mais ils constituent la base de la manière dont un SIG peut stocker, analyser et afficher des données spatiales. Comprendre les projections et les systèmes de coordonnées est une connaissance importante à avoir, surtout si vous traitez de nombreux ensembles de données différents provenant de différentes sources.

Le meilleur modèle de la terre serait un solide tridimensionnel de la même forme que la terre. Des globes sphériques sont souvent utilisés à cette fin. Cependant, les globes présentent plusieurs inconvénients.

  • Les globes sont grands et encombrants.
  • Elles sont généralement d'une échelle inadaptée aux fins pour lesquelles la plupart des cartes sont utilisées. Habituellement, nous voulons voir plus de détails qu'il n'est possible d'en montrer sur un globe.
  • Les équipements de mesure standard (règles, rapporteurs, planimètres, grilles de points, etc.) ne peuvent pas être utilisés pour mesurer la distance, l'angle, la surface ou la forme d'une sphère, car ces outils ont été conçus pour être utilisés dans des modèles planaires.
  • Le système de coordonnées sphériques latitude-longitude ne peut être utilisé que pour mesurer des angles, pas des distances ou des surfaces.

Voici une image d'un globe, affichant des lignes de référence. Ces lignes ne peuvent être utilisées que pour la mesure d'angles sur une sphère. Ils ne peuvent pas être utilisés pour effectuer des mesures linéaires ou surfaciques.

Les positions sur un globe sont mesurées par des angles plutôt que par des coordonnées X, Y (plan cartésien). Dans l'image ci-dessous, le point spécifique à la surface de la terre est spécifié par la coordonnée (60 °. longitude E, 55 den. N latitude). La longitude est mesurée en nombre de degrés à partir du premier méridien et la latitude est mesurée en nombre de degrés à partir de l'équateur.

Pour cette raison, des systèmes de projection ont été développés. Les projections cartographiques sont des ensembles de modèles mathématiques qui transforment les coordonnées sphériques (telles que la latitude et la longitude) en coordonnées planaires (x et y). Dans le processus, les données qui se trouvent réellement sur une sphère sont projetées sur un plan plat ou une surface. Cette surface peut être convertie en une section plane sans étirement.

Voici un schéma simple conçu pour montrer comment fonctionne une projection. Imaginez une sphère de verre marquée de lignes de quadrillage ou de caractéristiques géographiques. Une lumière placée au centre de la sphère brille ("projects") vers l'extérieur, projetant des ombres à partir des lignes. Un plan, un cône ou un cylindre (appelé surface développable) est placé à l'extérieur de la sphère. Des ombres sont projetées sur la surface. La surface est ouverte à plat et les entités géographiques sont affichées sur un plan plat. Dès qu'une projection est appliquée, un système de coordonnées cartésiennes (mesure régulière en dimensions X et Y) est impliqué. L'utilisateur peut choisir les détails du système de coordonnées (par exemple, les unités, l'origine et les décalages).

Les surfaces de projection (c'est-à-dire les cylindres, les cônes et les plans) forment les types de base de projections :

Les parallèles standard sont l'endroit où le cône touche ou coupe le globe.
Le méridien central est opposé au bord où le cône est ouvert en tranches.

Différentes orientations de projection cylindrique :

La projection cylindrique la plus courante est la projection de Mercator, qui est à la base du système UTM (Universal Transverse Mercator).

Différents paramètres de projection orthographique :

[Images placées avec la permission de Peter Dana]

Remarquez dans ces images comment la distorsion de distance est minimisée à l'endroit de la surface qui est le plus proche de la sphère. La distorsion augmente à mesure que vous vous déplacez le long de la surface plus loin de la source lumineuse. Cette distorsion est une propriété inévitable de la projection cartographique. Bien qu'il existe de nombreuses projections cartographiques différentes, elles introduisent toutes une distorsion dans une ou plusieurs des propriétés de mesure suivantes :

La distorsion variera dans au moins une de chacune des propriétés ci-dessus en fonction de la projection utilisée, ainsi que de l'échelle de la carte ou de l'étendue spatiale cartographiée. Chaque fois qu'un type de distorsion est minimisé, il y aura des augmentations correspondantes de la distorsion d'une ou plusieurs des autres propriétés.

Il existe des noms pour les différentes classes de projections qui minimisent la distorsion.

  • Ceux qui minimisent la distorsion de forme sont appelés conforme.
  • Ceux qui minimisent la distorsion en distance sont appelés équidistant.
  • Ceux qui minimisent la distorsion dans la zone sont connus comme aire égale.
  • Ceux qui minimisent la distorsion dans la direction sont appelés vraie direction projections.

Il convient de choisir une projection en fonction des propriétés de mesure les plus importantes pour votre travail. Par exemple, s'il est très important d'obtenir des mesures de surface précises (par exemple, pour déterminer le domaine vital d'une espèce animale), vous sélectionnerez une projection à surface égale.

Systèmes de coordonnées

Une fois les données cartographiques projetées sur une surface plane, les entités doivent être référencées par un système de coordonnées planaires. Le système géographique (latitude-longitude), qui est basé sur des angles mesurés sur une sphère, n'est pas valable pour des mesures sur un plan. Par conséquent, un système de coordonnées cartésiennes est utilisé, où l'origine (0, 0) est vers le coin inférieur gauche de la section plane. Le véritable point d'origine (0, 0) peut ou non se trouver à proximité des données cartographiques que vous utilisez.

Les coordonnées dans le SIG sont mesurées à partir du point d'origine. cependant, fausses abscisses et fausses ordonnées sont fréquemment utilisés, qui décalent efficacement l'origine à un endroit différent sur le plan de coordonnées. Ceci est fait afin d'atteindre plusieurs objectifs:

  • Minimisez la possibilité d'utiliser des valeurs de coordonnées négatives (pour faciliter les calculs de distance et de surface).
  • Baisser la valeur absolue des coordonnées (pour rendre les valeurs plus faciles à lire, transcrire, calculer, etc.).

Sur cette image, l'état de Washington est projeté sur State Plane North (NAD83). Tous les emplacements sur la carte sont désormais référencés en coordonnées cartésiennes, dont l'origine se situe à plusieurs centaines de kilomètres au large de la côte du Pacifique.

Certains systèmes de cadre de mesure définissent à la fois des projections et des systèmes de coordonnées. Par exemple, le système Universal Transverse Mercator (UTM), couramment utilisé par les scientifiques et les organisations fédérales, est basé sur une série de 60 projections Mercator transversales, dans lesquelles différentes zones de la terre tombent dans différentes zones de 6 degrés. Dans chaque zone, un système de coordonnées locales est défini, dans lequel l'origine X est située à 500 000 m à l'ouest du méridien central, et l'origine Y est le pôle sud ou l'équateur, selon l'hémisphère. Le système State Plane définit également à la fois la projection et le système de coordonnées.

Les deux systèmes de coordonnées/projection les plus courants que vous rencontrerez aux États-Unis sont :

Le système de plan d'état comprend différentes projections pour chaque état, et fréquemment des projections différentes pour différentes zones dans Chaque état. Le système State Plane a été développé dans les années 1930 pour simplifier et codifier les différents systèmes de coordonnées et de projection pour différents états des États-Unis.

Trois projections conformes ont été choisies : la Lambert Conformal Conic pour les états qui sont plus longs dans la direction est-ouest, comme Washington, Tennessee et Kentucky, la projection Transverse Mercator pour les états qui sont plus longs dans la direction nord-sud, comme l'Illinois et Vermont, et la projection oblique de Mercator pour l'enclave de l'Alaska, car ce n'est ni principalement au nord ni au sud, mais à un angle oblique.

Pour maintenir une précision de 1 partie sur 10 000, il était nécessaire de diviser de nombreux états en plusieurs zones. Chaque zone a son propre méridien central et ses parallèles standard pour maintenir le niveau de précision souhaité. L'origine est située au sud de la limite de la zone et de fausses abscisses sont appliquées afin que toutes les coordonnées à l'intérieur de la zone aient des valeurs X et Y positives. Les limites de ces zones suivent les limites des comtés. Les petits États comme le Connecticut n'ont besoin que d'une seule zone, tandis que l'Alaska est composé de dix zones et utilise les trois projections.


Comment géocoder Sentinel-1 avec QGIS 3.X

Les produits Sentinel-1 Ground-Range Detected (GRD) sont disponibles en téléchargement sur le portail de données Vertex d'ASF. Ces produits GRD de niveau 1 sont géoréférencés aux coordonnées géographiques à l'aide de l'ellipsoïde terrestre WGS84, mais sont toujours en géométrie SAR.

En suivant cette recette de données, les utilisateurs apprendront à géocoder les produits Sentinel-1 GRD dans QGIS 3.X à l'aide de l'outil Warp (Reproject). QGIS version 3.4.10 est la version actuelle à long terme, et bien que l'approche de base soit toujours la même dans QGIS 3.X, l'interface est légèrement différente. Pour obtenir des instructions spécifiques à QGIS 2.18, reportez-vous aux produits Geocoding Sentinel-1 GRD d'ASF utilisant la recette de données QGIS 2.18.

Pourquoi géocoder ?

Une fois extrait de leur fichier zip, Les produits GRD téléchargés depuis Vertex peuvent être visualisés directement dans QGIS sans aucune étape supplémentaire. Les fichiers TIFF géoréférencés incluent les informations nécessaires pour permettre à la plupart des plates-formes logicielles SIG de projeter les couches de données à la volée pour correspondre aux autres couches de votre SIG, afin que vous puissiez facilement visualiser les données sans effort supplémentaire. Cependant, si vous visualisez les images en dehors d'une plate-forme SIG, les images peuvent apparaître inversées ou pivotées. Pour afficher les images telles que vous vous attendez à les voir, l'image doit être transformée de sa géométrie SAR en une projection cartographique. Lorsque vous travaillez avec des données SAR, ce processus est appelé « géocodage ».

Le géocodage de l'imagerie garantira non seulement que l'image s'affiche à l'emplacement correct sur la surface de la Terre dans une application donnée, mais que l'image s'affichera également comme prévu lorsqu'elle est vue en dehors d'un cadre spatial (c'est-à-dire que le nord est en haut, les caractéristiques ne sont pas étirées ou inversées de manière inattendue).

Même lorsque vous travaillez dans un SIG, si vous souhaitez aller au-delà de la simple visualisation des données et effectuer des fonctions d'analyse ou de géotraitement à l'aide du granule GRD, elles doivent d'abord être géocodées dans une projection cartographique. Dans QGIS, cela peut être accompli en utilisant l'outil Warp (Reproject). Si vous préférez utiliser GDAL ou ArcGIS pour géocoder, reportez-vous aux recettes de données d'ASF pour les produits de géocodage au sein de chacune de ces plateformes.

Notez que l'utilisation de différentes techniques/options de géocodage peut entraîner de légères différences dans les produits de sortie. Bien qu'une sortie ne soit pas nécessairement « meilleure » ​​qu'une autre, il est judicieux d'être cohérent lors de la génération de produits géocodés à utiliser dans le même projet, en particulier si vous regardez des images d'un emplacement à travers le temps. La meilleure approche à utiliser variera en fonction des objectifs et des préférences de l'utilisateur.

Le géocodage n'est PAS une correction de terrain

Il est important de comprendre que ce processus de géocodage n'implique pas de correction de terrain. Pour faire correspondre l'imagerie aux caractéristiques réelles de la terre et corriger les distorsions causées par la géométrie latérale des données SAR, vous devez plutôt effectuer une correction radiométrique du terrain (RTC). Cela sera particulièrement important dans les zones à forte variation topographique. Reportez-vous aux recettes de données d'ASF sur la correction radiométrique du terrain, ou contactez ASF pour en savoir plus sur d'autres ressources pour le traitement RTC.


R comme SIG pour les économistes

Cette section explique comment créer des cartes à partir de données vectorielles stockées en tant qu'objet sf via geom_sf() .

8.1.1 Ensembles de données

Les ensembles de données suivants seront utilisés pour les illustrations.

8.1.2 Utilisation de base de geom_sf()

geom_sf() permet de visualiser des objets sf. De manière pratique, geom_sf() détecte automatiquement le type de géométrie des objets spatiaux stockés dans sf et dessine des cartes en conséquence. Par exemple, les codes suivants créent des cartes des puits du Kansas (points), des comtés du Kansas (polygones) et des voies ferrées du Kansas (lignes) :

Comme vous pouvez le voir, les différents types de géométrie sont gérés par un seul type geom, geom_sf() . Notez également qu'aucun des axes x (longitude) et y (latitude) n'est fourni à geom_sf() . Lorsque vous créez une carte, la longitude et la latitude sont toujours utilisées pour les axes x et y. geom_sf() est suffisamment intelligent pour connaître les types de géométrie et dessiner des objets spatiaux en conséquence.

8.1.3 Spécification de l'esthétique

Il existe différentes options esthétiques que vous pouvez utiliser. L'esthétique disponible varie selon le type de géométrie. Cette section montre les bases de la spécification de l'esthétique des cartes. Un contrôle plus fin de l'esthétique sera discuté plus tard.

8.1.3.1 Points

  • Couleur: couleur des pointes
  • remplir: disponible pour certaines formes (mais probablement inutile)
  • façonner: forme des pointes
  • Taille: taille des points (rarement utile)

À titre d'illustration ici, concentrons-nous sur les puits d'un comté afin qu'il soit facile de détecter les différences entre les différentes configurations esthétiques.

  • Couleur: dépendant de af_used (la quantité d'eau souterraine extraite)
  • Taille: constant à travers les points (plus grand que par défaut)

  • Couleur: constante entre les points (bleu)
  • Taille: dépendant de af_used
  • façonner: constante entre les points (carré)

  • Couleur: selon qu'il soit situé à l'est ou à l'ouest de -101,3 en longitude
  • façonner: selon qu'il soit situé à l'est ou à l'ouest de -101,3 en longitude

8.1.3.2 Polygones

  • Couleur: couleur du limites des polygones
  • remplissage : couleur du à l'intérieur des polygones
  • façonner: indisponible
  • Taille: indisponible

  • Couleur: par défaut (noir)
  • remplissage : en fonction du volume total de pompage en 2010

8.1.4 Tracer plusieurs objets spatiaux sur une seule figure

Vous pouvez combiner toutes les couches créées par geom_sf() de manière additive afin qu'elles apparaissent dans une seule carte :

Oups, vous ne pouvez pas voir les puits (points) sur la figure. L'ordre de geom_sf() est important. La couche ajoutée plus tard viendra au-dessus des couches précédentes. C'est pourquoi les puits sont cachés sous les comtés du Kansas. Alors, faisons ceci :

Notez que puisque vous utilisez des jeux de données différents pour chaque couche, vous devez spécifier le jeu de données à utiliser dans chaque couche, à l'exception du premier geom_sf() qui hérite de data = KS_wells de ggplot(data = KS_wells) . Bien sûr, cela créera exactement la même carte :

Il n'y a aucune règle que vous ayez besoin de fournir des données à ggplot() . 94

Alternativement, vous pouvez ajouter fill = NA à geom_sf(data = KS_county) au lieu de changer l'ordre.

C'est très bien tant que vous n'avez pas l'intention de coder les comtés par couleur.

8.1.5 SCR

ggplot() utilise le CRS du sf pour dessiner une carte. Par exemple, en ce moment, le CRS de KS_county est le suivant :

Convertissons le CRS en WGS 84/UTM zone 14N (code EPSF : 32614), créons une carte et comparons ceux avec différents CRS côte à côte.

Alternativement, vous pouvez utiliser coord_sf() pour modifier le SCR sur la carte, mais pas le SCR de l'objet sf lui-même.

Lorsque plusieurs couches sont utilisées pour la création de carte, le CRS de la première couche est appliqué à toutes les couches.

coord_sf() s'applique à toutes les couches.

Enfin, vous pouvez limiter la portée géographique de la carte à créer en ajoutant xlim() et ylim() .

8.1.6 Facettage

Le facettage divise les données en groupes et génère une figure pour chaque groupe, où l'esthétique des figures est cohérente entre les groupes. Le facettage peut être effectué à l'aide de facet_wrap() ou facet_grid() . Essayons de créer une carte de l'utilisation des eaux souterraines aux puits par année où les points sont différenciés par couleur selon la quantité d'eau souterraine utilisée ( af_used ).

Notez que le code ci-dessus crée une seule légende qui s'applique aux deux panneaux, ce qui vous permet de comparer les valeurs entre les panneaux (années ici). De plus, notez également que les valeurs de la variable de facettage ( année ) sont affichées dans les bandes grises au-dessus des cartes. Vous pouvez avoir des panneaux empilés verticalement en utilisant l'option ncol (ou nrow fonctionne également) dans facet_wrap(.

Le facettage bidirectionnel est possible en fournissant un nom de variable (ou une expression) à la place de . dans facet_wrap(.

an) . Le code ci-dessous utilise une expression (af_used > 200) à la place de . . Cela divise l'ensemble de données selon que la consommation d'eau est supérieure ou non à 200 et par année.

Les valeurs de l'expression ( TRUE ou FALSE ) apparaissent dans les bandes grises, ce qui n'est pas informatif. Nous discuterons en détail de la façon de contrôler les textes dans la section des bandes 8.5.

Si vous pensez que les panneaux sont trop proches les uns des autres, vous pouvez fournir plus d'espace entre eux en utilisant les options panel.spacing (à la fois verticalement et horizontalement), panel.spacing.x (horizontalement) et panel.spacing.y (verticalement) dans le thème() . Supposons que vous vouliez placer plus d'espace entre les panneaux supérieur et inférieur, alors vous utilisez panel.spacing.y comme ceci :

8.1.7 Ajout de textes (étiquettes) sur une carte

Vous pouvez ajouter des étiquettes à une carte en utilisant geom_sf_text() ou geom_sf_label() et en fournissant aes(label = x) à l'intérieur où X est la variable qui contient les étiquettes à imprimer sur une carte.

Si vous souhaitez que les étiquettes qui se chevauchent ne soient pas imprimées, vous pouvez ajouter check_overlap = TRUE .

Les options nudge_x et nudge_y vous permettent de déplacer les étiquettes.

Si vous souhaitez un contrôle fin sur quelques objets, vous pouvez toujours travailler sur eux séparément.

Vous pouvez également utiliser annotate() pour placer des textes sur une carte, ce qui peut être utile si vous souhaitez placer des textes arbitraires qui ne font pas partie de l'objet sf.

Comme vous pouvez le voir, vous devez indiquer où les textes doivent être placés avec x et y , fournir les textes que vous souhaitez sur la carte pour étiqueter .

Fournir des données dans ggplot() peut être pratique si vous créez plusieurs geom à partir des données, car vous n'avez pas besoin de dire quelles données utiliser dans chacun des geom s.↩︎


Projets et calques

Dans QGIS, nous travaillons dans des projets. Pour créer un nouveau projet, ouvrez d'abord QGIS. Une option serait de cliquer sur l'icône d'un morceau de papier blanc dans le coin supérieur gauche de la page. Il est entouré en rouge dans l'image ci-dessous.

Vous pouvez également cliquer sur le bouton « Projet » dans le ruban en haut de la page, puis sélectionner « Nouveau projet » dans le menu déroulant résultant. Il est entouré en rouge dans l'image ci-dessous.

Une autre option, évidente avec l'image du menu ci-dessus, consiste à utiliser le raccourci Command-N (pour les utilisateurs de Mac OS X) ou Control-N (pour les utilisateurs de Windows ou Linux).

Une fois que vous avez créé un nouveau projet, votre écran QGIS doit être vide, comme l'image suivante.

QGIS, comme tous les SIG, « analyse la localisation spatiale et organise les couches d'informations en visualisations à l'aide de cartes et de scènes 3D. Grâce à cette capacité unique, [elle] révèle des informations plus approfondies sur les données, telles que les modèles, les relations et les situations » (ESRI). Il utilise des couches pour permettre aux utilisateurs de plonger profondément dans un emplacement et d'en tirer plus d'informations que les cartes traditionnelles ne le permettaient. Des couches sont ajoutées à un projet pour créer une carte.

Ensuite, vous ajouterez votre première couche au projet QGIS, la couche de base : les OpenStreetMaps XYZ Tiles. Une couche de tuiles XYZ est « un ensemble de tuiles accessibles sur le Web qui résident sur un serveur. Les tuiles sont accessibles via une demande d'URL directe à partir du navigateur Web » (Couches de tuiles—Portal for ArcGIS (10.3 et 10.3.1) | ArcGIS Enterprise). En tant que tel, vous aurez besoin d'une connexion Internet pour ajouter d'abord cette couche à votre projet. Cependant, il s'agit essentiellement d'une carte de base du monde qu'OpenStreetMaps, un autre projet open source, fournit gratuitement à partir de leur serveur.

Pour ajouter la couche de tuiles OpenStreetMap XYZ à votre projet, accédez au menu Navigateur sur le côté gauche de la page et sélectionnez « Tuiles XYZ ». L'option "OpenStreetMap" devrait apparaître sous "XYZ Tiles", comme illustré ci-dessous.

Double-cliquez sur « OpenStreetMap » pour ajouter la couche à votre projet. Votre page QGIS devrait maintenant ressembler à l'image ci-dessous, avec une carte du monde où se trouvait l'espace blanc vide.

Vous devriez remarquer que maintenant "OpenStreetMap" est présent dans le menu "Calques", qui se trouve sous le menu "Navigateur". Une autre chose à noter est qu'il y a une coche à côté du nom de la couche, ce qui signifie que cette couche doit être visible sur la carte. Pour désactiver cette couche, cliquez sur la case à cocher pour supprimer la coche, vous devriez alors voir la carte du monde disparaître de la vue.


Système de référence spatiale

Une carte est une représentation graphique d'entités géographiques ou d'autres phénomènes spatiaux. Les informations de localisation et d'attribut d'un objet particulier peuvent être lues à partir d'une carte. Les informations de localisation décrivent la position de l'objet sur la surface de la terre, tandis que les informations d'attribut décrivent les caractéristiques des entités représentées.

En plus des emplacements des entités et de leurs attributs, les cartes ont d'autres caractéristiques techniques qui les définissent et leur utilisation. Ceux-ci incluent l'échelle, la résolution, la précision et la projection.

L'échelle de la carte est l'étendue de la réduction nécessaire pour afficher une représentation de la surface de la terre sur une carte. Elle est souvent exprimée comme une fraction représentative de la distance, telle que
1:1 000 000. Cela signifie qu'une unité de distance sur la carte représente 1 million des mêmes unités de distance sur la terre.

La résolution de la carte est la précision avec laquelle l'emplacement et la forme des entités cartographiques peuvent être représentés pour une échelle de carte donnée. En plus de cela, les cartes contiennent également des contraintes de précision dans le placement des lignes et des points sur la page de la carte.

Une projection cartographique est une transformation mathématique pour calculer la position d'un élément géographique de sa position sur la surface terrestre en 3 dimensions à sa position sur une surface cartographique en 2 dimensions.

La terre est presque une sphère parfaite. L'ellipticité est d'environ 0,003353. Pour simplifier les calculs mathématiques, la terre est souvent considérée comme une sphère, avec un certain rayon. Cette hypothèse peut être utilisée pour des cartes avec une échelle jusqu'à 1:5 000 000. A cette échelle, on ne peut pas détecter la différence entre une sphère et un sphéroïde sur une carte. Pour les cartes à plus grande échelle, cependant, il est nécessaire de traiter la terre comme un sphéroïde (c'est-à-dire un ellipsoïde qui se rapproche d'une sphère).

En raison des variations gravitationnelles et des variations des caractéristiques de surface, la Terre n'est pas un sphéroïde parfait. De nombreuses enquêtes sur les irrégularités de la surface de la terre ont conduit à la définition de nombreux sphéroïdes. Les axes semi-majeur et semi-mineur définissant le sphéroïde qui correspond le mieux à une région géographique ne sont pas nécessairement les mêmes pour une autre région géographique.

Les coordonnées sphériques sont mesurées en latitude et longitude. Si la terre est considérée comme une sphère, la latitude et la longitude sont des angles mesurés du centre de la terre à un point sur la surface de la terre. La latitude et la longitude sont mesurées en degrés, minutes et secondes. L'équateur a la latitude 0°, le pôle Nord 90° et le pôle Sud -90°. Le premier méridien, indiquant une longitude de 0 & 176, commence au pôle Nord, passe par Greenwich, en Angleterre, et se termine au pôle Sud.

Bien que les mesures de latitude et de longitude puissent être utilisées pour localiser la position exacte d'un élément à la surface de la Terre, ces unités de mesure ne sont pas associées à une longueur standard. Ce n'est que le long de l'équateur que la distance représentée par un degré de longitude se rapproche de la distance représentée par un degré de latitude.

Pour obtenir des unités de mesure comparables sur une carte, une conversion mathématique est nécessaire. Cette transformation est communément appelée "projection cartographique".

Il existe quatre propriétés de base pour les projections cartographiques : forme - aire - distance - direction.

Toute représentation de la surface de l'ellipsoïde dans une carte bidimensionnelle provoque une distorsion d'une ou plusieurs de ces propriétés de carte. Comme différentes projections produisent différentes distorsions, elles conviennent à certaines applications mais ne sont pas utiles pour d'autres.

Le système de référence de localisation GISCO est le système de coordonnées géographiques mesurées en latitude et longitude sur un sphéroïde avec une donnée spécifique connue sous le nom d'ETRS89. Ce système peut être utilisé pour identifier les emplacements de points n'importe où sur la surface de la terre et est communément appelé système de référence géographique .

Les lignes de longitude sont également appelées méridiens et s'étendent entre les pôles nord et sud, tandis que les lignes de latitude sont également appelées parallèles et encerclent le globe avec des anneaux parallèles.

La latitude géodésique (il existe de nombreuses autres latitudes définies) d'un point est l'angle entre le plan équatorial et la direction verticale d'une ligne normale à l'ellipsoïde de référence.

La longitude géodésique d'un point est l'angle entre un plan de référence et un plan passant par le point, les deux plans étant perpendiculaires au plan équatorial.

La latitude et la longitude sont généralement mesurées en degrés, minutes et secondes ou en degrés décimaux, ce dernier étant l'unité de mesure GISCO. Les valeurs de latitude vont de 0° à l'équateur à +90° au pôle Nord et -90° au pôle Sud. La longitude va de 0 à 176 au méridien principal (le méridien qui passe par Greenwich, en Angleterre) à 180 à 176 lorsque vous voyagez vers l'est de 0 à 180 et à 180 ° 176 lorsque vous voyagez à l'ouest de 0 à 176.

Étant donné que les lignes de longitude convergent aux pôles et convergent vers l'équateur, un degré de longitude varie entre zéro et 111 km à l'équateur. Par conséquent, les degrés ne peuvent pas être associés à une longueur standard et, en outre, ne peuvent pas être utilisés comme mesure précise de distance ou de surface.

Afin de fournir une mesure de la superficie et de la longueur, *.le pour la longueur et *.ar pour la superficie, des tableaux d'informations ont été ajoutés à toutes les couches avec des caractéristiques d'arc, de polygone ou de région. La mesure est calculée sur la base de la projection Lambert Azimuthal Equal Area.

Pour illustrer ces tableaux, l'exemple des fonds structurels (FS) version 5 dans le thème du soutien communautaire (cs) sera utilisé :

La couverture SFEC1MV5 comprend les caractéristiques suivantes :

Type d'entité Nom de la table
Tableau des superficies ou des longueurs associées
arcsfec1mv5.aat
sfec1mv5.le
polygonesfec1mv5.pat
sfec1mv5.ar
Régionsfec1mv5.patsfelcl
sfec1mv5.arsfelcl etc.

Les tables *.ar et *.le peuvent être liées à leurs tables de caractéristiques correspondantes via l'élément <TABLE-NAME>-ID. Les relations correspondantes peuvent être définies comme suit :

Notamment, une couverture Arc n'a pas de relation un à un avec sa table *.le. Étant donné que la conversion de la zone égale azimutale de Lambert en coordonnées géographiques divise certains arcs, la relation entre la couverture de l'arc et la table *.le est de un ou plusieurs à un.

Le tableau ci-dessous donne un aperçu de tous les ensembles de données qui ne sont pas projetés dans les coordonnées géographiques et le sphéroïde ETRS89. Sont ajoutés les systèmes de référence dans lesquels ils sont projetés. En principe, les grilles ne sont pas projetées en tant que coordonnées géographiques, mais comme indiqué dans le tableau ci-dessous. Ces systèmes de projection sont décrits dans les chapitres qui suivent.

Base de données Projection Sphéroïde
alwdgg Aucun (coordonnées géographiques)Clarke 1866
deeu20m Azimut de Lambert à aire égale Semi grand axe de l'International 1909
deeu3m Azimut de Lambert à aire égale Semi grand axe de l'International 1909
fawd25mgg Aucun (coordonnées géographiques)Clarke 1866
lceugr Azimut de Lambert à aire égale Semi grand axe de l'International 1909
wawdgg Aucun (coordonnées géographiques)Clarke 1866

La projection Lambert Azimuthal Equal Area est une projection plane, ce qui signifie que les données cartographiques sont projetées sur une surface plane. Le centre arithmétique de la projection, ou le point de tangence, est un point unique spécifié par la longitude et la latitude qui peut être situé n'importe où. Cette projection préserve la superficie des polygones individuels tout en maintenant simultanément un véritable sens de l'orientation depuis le centre et convient mieux aux masses terrestres individuelles qui sont symétriquement proportionnées.

Ce système de projection était le système de référence standard pour la base de données GISCO jusqu'à la sortie de novembre 2002. Afin de convertir les couvertures, dans les anciens systèmes de projection (avant 11/2002) de la base de données GISCO, en ETRS89, un outil utilisateur a été développé. Cet outil se trouve sous $GCAI/atool/arc/la2gc.aml.

Utilisation : la2gc (un nom de chemin peut être spécifié)

La projection GISCO Lambert Azimuthal Equal Area est caractérisée par les paramètres suivants :

Unités mètres
Sphéroïde sphère
Paramètres
Rayon de la sphère de référence6378388
Longitude du centre de projection09° 00' 00"
Latitude du centre de projection48° 00' 00"
Fausse abscisse0.0
Fausse ordonnée0.0

Les DOM (DOM : Départements Outre Mer) qui sont des maillages, sont projetés selon différents paramètres :

Pour les zones DOM, une projection conforme de Lambert est utilisée, avec des paramètres adaptés à chaque région :

Réunion Unités mètres
Sphéroïde Internationale 1909
Paramètres
1er parallèle standard -20° 0' 0,000"
2e parallèle standard -22° 0' 0,000"
méridien central55° 30' 0.000"
latitude d'origine de la projection -21° 0' 0,000"
Guyane Unités mètres
Sphéroïde Internationale 1909
Paramètres
1er parallèle standard 2° 0' 0,000"
2e parallèle standard 6° 0' 0,000"
méridien central-53° 0' 0,000"
latitude d'origine de la projection 4° 0' 0,000"
Martinique Unités mètres
Sphéroïde Internationale 1909
Paramètres
1er parallèle standard 14° 0' 0,000"
2e parallèle standard 15° 0' 0,000"
méridien central-61° 0' 0,000"
latitude d'origine de la projection 14° 30' 0.000"
Guadeloupe Unités mètres
Sphéroïde Internationale 1909
Paramètres
1er parallèle standard 16° 0' 0,000"
2e parallèle standard 16° 30' 0.000"
méridien central-61° 30' 0.000"
latitude d'origine de la projection 16° 15' 0,000"

En décembre 1999, lors d'un atelier organisé par le JRC et le MEGRIN, la nécessité d'un système de référence spatiale commun pour l'Europe a été discutée comme première étape pour garantir la compatibilité des données géographiques dans toute l'Europe. L'atelier a recommandé d'adopter le système européen de référence spatiale ETRS89 au niveau européen. Mais, un système européen de référence spatiale ne suffit pas, il faut un ensemble de systèmes de projection pour la représentation cartographique et le stockage en grille de données géographiques paneuropéennes à différents niveaux de précision. Pour discuter de ce sujet, le JRC et EuroGeographics ont organisé un deuxième atelier (14 - 15 décembre 2000, Marne-la-Vallée) avec un panel d'experts pertinents, l'objectif principal étant d'analyser les principaux besoins de la Commission européenne en matière de projection(s) cartographique(s) ) et obtient des conseils d'experts pour déterminer les projections appropriées.

Les données projetées sont utilisées dans différents contextes et pour différents usages :

  • Échantillonnage (par exemple : collecte de données à des fins statistiques),
  • Stockage (images comme des images satellites, des orthophotos aériennes, . mais aussi des représentations raster de données vectorielles telles que des modèles numériques de terrain, des pentes, de l'occupation du sol, . )
  • Affichage cartographique (à la fois sur des cartes papier ou à l'écran)
  • Mesures (mesure de caractéristiques linéaires, mesure de surfaces, . ). Les superpositions et les mesures des surfaces et des longueurs doivent fournir des surfaces et des distances réelles à cette échelle.
  • Analyse spatiale (évaluation intégrée utilisant différentes couches spatiales).
  • Localisation (les données projetées sont utilisées pour localiser l'objet au sol).
  • Conversion (les données projetées à l'aide de la référence nationale doivent être reprojetées dans ETRS89 pour créer des ensembles de données paneuropéens).

L'atelier a noté la nécessité d'un système de référence de coordonnées paneuropéen dans lequel la zone reste vraie (à de nombreuses fins statistiques) et qui conserve également les angles et les formes (à des fins telles que la cartographie topographique). Ces besoins ne peuvent pas être satisfaits par l'utilisation du seul système de référence de coordonnées ellipsoïdales ETRS89, et une projection cartographique est nécessaire pour compléter le système ellipsoïdal. L'atelier a reconnu que la cartographie de l'ellipsoïde ne peut être réalisée sans distorsion, et qu'il est impossible de satisfaire le maintien de l'aire, de la direction et de la forme par une seule projection.

Aux fins de l'évaluation de la distorsion de projection, la zone d'intérêt a été considérée comme une zone primaire équivalente à l'UE15 à l'exception des îles périphériques de l'Atlantique (Madère, Canaries, etc.) ("UE15"), et une zone secondaire couvrant l'actuel UE15 comprenant les îles de l'Atlantique plus les pays de l'AELE et les 13 pays candidats actuels à l'UE ("UE15+AELE+CEC13"). De plus, la zone secondaire a été étendue vers l'est jusqu'aux montagnes de l'Oural "Europe géographique".

La zone primaire est délimitée par les parallèles de 71°N et 34°N et les méridiens de 11°W et 32°E tandis que la zone secondaire est limitée par les parallèles de 82°N et 27°N et les méridiens de 32°W et 45&# 176E. La limite est de l'extension de la zone secondaire est 70°E. Le centre de la zone d'intérêt a été pris pour être 52°N, 10°E.

Figure 1 : La zone d'intérêt

  1. L'atelier a réaffirmé les recommandations de l'atelier précédent d'exprimer et de stocker les positions en coordonnées ellipsoïdales liées à ETRS89, avec l'ellipsoïde GRS80 sous-jacent, et d'adopter davantage EVRF2000 pour exprimer les hauteurs physiques. Pour des précisions de coordonnées > 1 m, l'ETRS89 peut être considéré comme égal au WGS84 .
  2. La Commission européenne devrait, dans la mesure du possible, utiliser des coordonnées ellipsoïdales (latitude géodésique, longitude géodésique et, le cas échéant, hauteur ellipsoïdale) liées à l'ETRS89 pour exprimer et stocker les positions. En général, les coordonnées ellipsoïdales doivent être utilisées pour stocker les données vectorielles. Les données raster doivent être stockées dans l'un des systèmes de référence de coordonnées recommandés. Le choix du système approprié doit être basé sur les objectifs des données. Une attention particulière doit être accordée au rééchantillonnage lors du déplacement de données raster entre des systèmes de référence de coordonnées, avec des conseils d'experts sur des questions telles que la taille des pixels.
  3. Pour effectuer une analyse statistique et afficher le système de référence de coordonnées paneuropéen à aire égale de 2001 (ETRS-LAEA), une projection à aire égale du système de référence de coordonnées ETRS89 est recommandée.
  4. La Commission européenne devrait adopter le système de référence de coordonnées conforme paneuropéen de 2001 (ETRS-LCC) pour la cartographie paneuropéenne conforme à des échelles inférieures ou égales à 1:500 000 (1:1 000 000. ).
  5. L'atelier recommande d'adopter le système de grille Pan-Européen Transverse Mercator (ETRS-TMzn) pour ses applications nécessitant une projection conforme, y compris la cartographie topographique à grande échelle, lorsque l'échelle de collecte des données cartographiques est comprise entre 1:10 000 - Au COGI réunis en mai 2001, tous les participants ont convenu que le système de référence de coordonnées ETRS89 devrait être adopté par tous les services de la Commission utilisant un SIG ou collectant des données géoréférencées. Cet accord a été confirmé par une décision formelle de la Commission européenne d'utiliser l'ETRS89 pour exprimer les emplacements géographiques.

Le Système européen de référence terrestre 1989 (ETRS89) est le système de référence géodésique pour la collecte, le stockage et l'analyse de données spatiales paneuropéennes. Ceci est basé sur l'ellipsoïde GRS80 et constitue la base d'un système de référence de coordonnées utilisant des coordonnées ellipsoïdales. Le système de référence de coordonnées ellipsoïdales ETRS89 (ETRS89) est recommandé pour exprimer et stocker les positions, dans la mesure du possible.

Définition

Tableau 1 : Description du système de référence de coordonnées ellipsoïdales ETRS89

Entité Valeur
Identifiant du SCR ETRS89
alias CRS ETRS89 CRS ellipsoïdale
Zone valide CRS L'Europe 
Portée du SCR Géodésie, Cartographie, Systèmes de géoinformation, Cartographie
ID de référence ETRS89
Alias ​​de référence Système européen de référence terrestre 1989
Type de référence géodésique
Epoque de réalisation de référence 1989
Zone de validité de référence Europe / EUREF
Portée de référence Système de référence européen conforme à l'ITRS à l'époque 1989.0 et fixé à la partie stable de la plaque continentale eurasienne pour le géoréférencement des tâches SIG et géocinématiques
Remarques de référence voir Boucher, C., Altamimi, Z. (1992) : The EUREF Terrestrial Reference System and its First Realizations. Veröffentlichungen der Bayerischen Kommission für die Internationale Erdmessung, Heft 52, München 1992, pages 205-213- ou ftp://lareg.ensg.ign.fr/pub/euref/info/guidelines/
ID du premier méridien Greenwich
Premier méridien Longitude de Greenwich
ID ellipsoïde GR 80
Alias ​​ellipsoïde Nouvelle Internationale
demi-grand axe ellipsoïde 6 378 137 mètres
Forme ellipsoïde VRAI
Aplatissement inverse ellipsoïde 298.2572221
Remarques ellipsoïdes voir Moritz, H. (1988) : Geodetic Reference System 1980. Bulletin Geodesique, The Geodesists Handbook, 1988, Internat. Union de Géodésie et de Géophysique
ID du système de coordonnées Système de coordonnées ellipsoïdales
Type de système de coordonnées géodésique
Cote du système de coordonnées 3
Nom de l'axe du système de coordonnées latitude géodésique
Direction de l'axe du système de coordonnées Nord
Identificateur d'unité de l'axe du système de coordonnées degré
Nom de l'axe du système de coordonnées longitude géodésique
Direction de l'axe du système de coordonnées est
Identificateur d'unité de l'axe du système de coordonnées degré
Nom de l'axe du système de coordonnées hauteur ellipsoïdale
Direction de l'axe du système de coordonnées en haut
Identificateur d'unité de l'axe du système de coordonnées mètre

Relation entre les coordonnées ellipsoïdales et cartésiennes

Les lignes de coordonnées du système de coordonnées ellipsoïdales sont des lignes curvilignes sur la surface de l'ellipsoïde. Ils sont appelés parallèles pour une latitude constante (phi) et méridiens pour une longitude constante (lamda). Lorsque l'ellipsoïde est lié à la forme de la Terre, les coordonnées ellipsoïdales sont appelées coordonnées géodésiques. Dans certains cas, le terme système de coordonnées géographiques implique généralement un système de coordonnées géodésiques.

Figure 2 : Coordonnées cartésiennes et coordonnées ellipsoïdales

Si l'origine d'un système de coordonnées cartésiennes droites coïncide avec le centre de l'ellipsoïde, l'axe Z cartésien coïncide avec l'axe de rotation de l'ellipsoïde et l'axe X positif passe par le point "phi" = 0, " lamda" = 0.

Le Système européen de référence terrestre 1989 (ETRS89) est le système de référence géodésique pour la collecte, le stockage et l'analyse de données spatiales paneuropéennes. Ceci est basé sur l'ellipsoïde GRS80 et constitue la base d'un système de référence de coordonnées utilisant des coordonnées ellipsoïdales. Pour de nombreuses applications paneuropéennes, un système de coordonnées planes est préférable. Mais le mappage des coordonnées ellipsoïdales aux coordonnées planes ne peut pas être effectué sans distorsion dans le système de coordonnées planes. La distorsion peut être contrôlée, mais pas évitée.

À de nombreuses fins, le système de coordonnées planes doit avoir une distorsion d'échelle et de direction minimale. Ceci peut être réalisé grâce à une projection cartographique conforme. Le système de référence de coordonnées transverses Mercator ETRS89 (ETRS-TMzn) est recommandé pour la cartographie paneuropéenne conforme à des échelles supérieures à 1:500 000. Pour la cartographie conforme paneuropéenne à des échelles inférieures ou égales à 1:500 000, la coordonnée conique conforme Lambert ETRS89 Le système de référence (ETRS-LCC) est recommandé.

Avec les méthodes de projection conformes, les attributs tels que la zone ne seront pas exempts de distorsion. Pour la cartographie statistique paneuropéenne à toutes les échelles ou à d'autres fins où une représentation réelle de la zone est requise, le système de référence de coordonnées azimutales égales de surface Lambert ETRS89 (ETRS-LAEA) est recommandé.

Définition

Le système de référence de coordonnées azimutales égales de surface Lambert ETRS89 (ETRS-LAEA) est un système de référence de coordonnées projetées unique pour toute la zone paneuropéenne. Il est basé sur le système géodésique ETRS89 et l'ellipsoïde GRS80. Ses paramètres de définition sont donnés dans le Tableau 2 suivant la norme ISO 19111 Référencement spatial par coordonnées.

Tableau 2 : Description de l'ETRS-LAEA

Avec ces paramètres de définition, les emplacements au nord de 25° ont une ordonnée de grille positive et les emplacements à l'est de 30° de longitude ouest ont une abscisse de grille positive. Notez que les abréviations des axes pour ETRS-LAEA sont Y et X tandis que pour l'ETRS-LCC et ETRS-TMnz elles sont N et E.

Toutes les projections de l'UE sont basées sur les données ETRS89 et utilisent donc des formules ellipsoïdales. Dans certaines applications SIG, la méthode Lambert Azimuthal Equal Area n'est implémentée que sous forme sphérique. La latitude et la longitude géodésiques ne doivent pas être utilisées dans ces implémentations sphériques. Cela peut entraîner une erreur importante (jusqu'à 15 km !). Utilisez les exemples de conversion ci-dessus pour tester si le logiciel utilise des formules appropriées.

Le Système européen de référence terrestre 1989 (ETRS89) est le système de référence géodésique pour la collecte, le stockage et l'analyse de données spatiales paneuropéennes. Ceci est basé sur l'ellipsoïde GRS80 et constitue la base d'un système de référence de coordonnées utilisant des coordonnées ellipsoïdales. Pour de nombreuses applications paneuropéennes, un système de coordonnées planes est préférable. Mais le mappage des coordonnées ellipsoïdales aux coordonnées planes ne peut pas être effectué sans distorsion dans le système de coordonnées planes. La distorsion peut être contrôlée, mais pas évitée. À de nombreuses fins, le système de coordonnées planes doit avoir une distorsion d'échelle et de direction minimale. Ceci peut être réalisé grâce à une projection cartographique conforme.

Le système de référence de coordonnées coniques conformes Lambert ETRS89 (ETRS-LCC) est recommandé pour la cartographie paneuropéenne conforme à des échelles inférieures ou égales à 1:500 000. Pour la cartographie conforme paneuropéenne à des échelles supérieures à 1:500 000, la coordonnée de Mercator transversale ETRS89 Le système de référence (ETRS-TMzn) est recommandé.

Avec les méthodes de projection conformes, les attributs tels que la zone ne seront pas exempts de distorsion. Pour la cartographie statistique paneuropéenne à toutes les échelles ou à d'autres fins où une représentation réelle de la zone est requise, le système de référence de coordonnées de zone égale azimutale Lambert ETRS89 est recommandé.

Définition

Le système de référence de coordonnées coniques conformes Lambert ETRS89 (ETRS-LCC) est un système de référence de coordonnées projetées unique pour toute la zone paneuropéenne appliqué au système de référence géodésique ETRS89 et à l'ellipsoïde GRS80. En raison de la plus grande étendue en longitude qu'en latitude, une projection conforme conique de Lambert avec deux parallèles standard est utilisée.

Le facteur d'échelle est uniquement fonction des latitudes des parallèles étalons et de la latitude du point où il est calculé. La figure 3 montre la variation du facteur d'échelle k en fonction de la latitude. Les valeurs maximales et minimales sont indiquées dans le tableau 3, également en parties par million (ppm).

Figure 3 : Variation du facteur d'échelle

Tableau 3 : Valeurs maximales et minimales de la distorsion

Entité Valeur
Identifiant du SCR ETRS-LAEA
alias CRS ETRS89 Lambert Azimutal Equal Area CRS
Zone valide CRS L'Europe 
Portée du SCR CRS pour la cartographie statistique paneuropéenne à toutes les échelles ou à d'autres fins où une véritable représentation de la zone est requise
ID de référence ETRS89
Alias ​​de référence Système européen de référence terrestre 1989
Type de référence géodésique
Epoque de réalisation de référence 1989
Zone de validité de référence Europe / EUREF
Portée de référence Système de référence européen conforme à l'ITRS à l'époque 1989.0 et fixé à la partie stable de la plaque continentale eurasienne pour le géoréférencement des tâches SIG et géocinématiques
Remarques de référence voir Boucher, C., Altamimi, Z. (1992) : The EUREF Terrestrial Reference System and its First Realizations. Veröffentlichungen der Bayerischen Kommission für die Internationale Erdmessung, Heft 52, München 1992, pages 205-213 - ou ftp://lareg.ensg.ign.fr/pub/euref/info/guidelines
ID du premier méridien Greenwich
Premier méridien Longitude de Greenwich
ID ellipsoïde GR 80
Alias ​​ellipsoïde Nouvelle Internationale
demi-grand axe ellipsoïde 6 378 137 mètres
Forme ellipsoïde VRAI
Aplatissement inverse ellipsoïde 298.2572221
Remarques ellipsoïdes voir Moritz, H. (1988) : Geodetic Reference System 1980. Bulletin Geodesique, The Geodesists Handbook, 1988, Internat. Union de Géodésie et de Géophysique
ID du système de coordonnées LAEA
Type de système de coordonnées projeté
Cote du système de coordonnées 2
Nom de l'axe du système de coordonnées Oui
Direction de l'axe du système de coordonnées Nord
Identificateur d'unité de l'axe du système de coordonnées mètre
Nom de l'axe du système de coordonnées X
Direction de l'axe du système de coordonnées est
Identificateur d'unité de l'axe du système de coordonnées mètre
Identifiant de l'opération LAEA
Zone de validité de l'opération L'Europe 
Portée de l'opération pour la cartographie statistique paneuropéenne à toutes les échelles ou à d'autres fins où une véritable représentation de la zone est requise
Nom de la méthode d'opération Projection azimutale équivalente de Lambert
Formule de méthode d'opération US Geological Survey Professional Publication 1395, "Map Projection - A Working Manual" par John P. Snyder.
Numéro des paramètres de la méthode de fonctionnement 4
Nom du paramètre d'opération latitude d'origine
Valeur du paramètre de fonctionnement 52° N
Nom du paramètre d'opération longitude d'origine
Valeur du paramètre de fonctionnement 10° E
Remarques sur les paramètres de fonctionnement
Nom du paramètre d'opération fausse ordonnée
Valeur du paramètre de fonctionnement 3 210 000,0 m
Remarques sur les paramètres de fonctionnement
Nom du paramètre d'opération faux pâques
Valeur du paramètre de fonctionnement 4 321 000,0 m
Remarques sur les paramètres de fonctionnement

Les paramètres de définition sont donnés dans le Tableau 4 suivant la norme ISO 19111 Référencement spatial par coordonnées.

Tableau 4 : ETRS-LCC Description

Extrême Latitude Facteur d'échelle k Échelle (ppm)
le minimum 51°N (environ) 0.965 622 -34 378
maximum 71° N 1.043 704 43 704
Entité Valeur
Identifiant du SCR ETRS-LCC
alias CRS ETRS89 Lambert Conique Conique CRS
Zone valide CRS L'Europe 
Portée du SCR CRS pour la cartographie paneuropéenne conforme à des échelles inférieures ou égales au 1:500 000
ID de référence ETRS89
Alias ​​de référence Système européen de référence terrestre 1989
Type de référence géodésique
Epoque de réalisation de référence 1989
Zone de validité de référence Europe / EUREF
Portée de référence Système de référence européen conforme à l'ITRS à l'époque 1989.0 et fixé à la partie stable de la plaque continentale eurasienne pour le géoréférencement des tâches SIG et géocinématiques
Remarques de référence voir Boucher, C., Altamimi, Z. (1992) : The EUREF Terrestrial Reference System and its First Realizations. Veröffentlichungen der Bayerischen Kommission für die Internationale Erdmessung, Heft 52, München 1992, pages 205-213- ou ftp://lareg.ensg.ign.fr/pub/euref/info/guidelines/
ID du premier méridien Greenwich
Premier méridien Longitude de Greenwich
ID ellipsoïde GR 80
Alias ​​ellipsoïde Nouvelle Internationale
demi-grand axe ellipsoïde 6 378 137 mètres
Forme ellipsoïde VRAI
Aplatissement inverse ellipsoïde 298.2572221
Remarques ellipsoïdes voir Moritz, H. (1988) : Geodetic Reference System 1980. Bulletin Geodesique, The Geodesists Handbook, 1988, Internat. Union de Géodésie et de Géophysique
ID du système de coordonnées LCC
Type de système de coordonnées projeté
Cote du système de coordonnées 2
Nom de l'axe du système de coordonnées N
Direction de l'axe du système de coordonnées Nord
Identificateur d'unité de l'axe du système de coordonnées mètre
Nom de l'axe du système de coordonnées E
Direction de l'axe du système de coordonnées est
Identificateur d'unité de l'axe du système de coordonnées mètre
Identifiant de l'opération LCC
Zone de validité de l'opération L'Europe 
Portée de l'opération pour la cartographie paneuropéenne conforme à des échelles inférieures ou égales à 1 : 500 000
Nom de la méthode d'opération Projection conique conforme de Lambert avec 2 parallèles standard
Formule de méthode d'opération Lambert Conformal Conic Projection, in Hooijberg, Practical Geodesy, 1997, pages 133-139
Numéro des paramètres de la méthode de fonctionnement 6
Nom du paramètre d'opération parallèle inférieur
Valeur du paramètre de fonctionnement 35° N
Remarques sur les paramètres de fonctionnement
Nom du paramètre d'opération parallèle supérieur
Valeur du paramètre de fonctionnement 65° N
Remarques sur les paramètres de fonctionnement
Nom du paramètre d'opération origine de la grille de latitude
Valeur du paramètre de fonctionnement 52° N
Remarques sur les paramètres de fonctionnement
Nom du paramètre d'opération origine de la grille de longitude
Valeur du paramètre de fonctionnement 10° E
Remarques sur les paramètres de fonctionnement
Nom du paramètre d'opération fausse ordonnée
Valeur du paramètre de fonctionnement 2 800 000 m
Remarques sur les paramètres de fonctionnement
Nom du paramètre d'opération faux pâques
Valeur du paramètre de fonctionnement 4 000 000 m
Remarques sur les paramètres de fonctionnement

Notez que les abréviations des axes pour ETRS-LCC et ETRS-TMzn sont N et E tandis que pour l'ETRS-LAEA ce sont Y et X.

Le Système européen de référence terrestre 1989 (ETRS89) est le système de référence géodésique pour la collecte, le stockage et l'analyse de données spatiales paneuropéennes. Ceci est basé sur l'ellipsoïde GRS80 et constitue la base d'un système de référence de coordonnées utilisant des coordonnées ellipsoïdales. Pour de nombreuses applications paneuropéennes, un système de coordonnées planes est préférable. Mais le mappage des coordonnées ellipsoïdales aux coordonnées planes ne peut pas être effectué sans distorsion dans le système de coordonnées planes. La distorsion peut être contrôlée, mais pas évitée. À de nombreuses fins, le système de coordonnées planes doit avoir une distorsion d'échelle et de direction minimale. Ceci peut être réalisé grâce à une projection cartographique conforme.

Le système de référence de coordonnées transverses Mercator ETRS89 (ETRS-TMzn) est recommandé pour la cartographie paneuropéenne conforme à des échelles supérieures à 1:500 000. Pour la cartographie conforme paneuropéenne à des échelles inférieures ou égales à 1:500 000, la coordonnée conique conforme Lambert ETRS89 Le système de référence (ETRS-LCC) est recommandé.

Avec les méthodes de projection conformes, les attributs tels que la zone ne seront pas exempts de distorsion. Pour la cartographie statistique paneuropéenne à toutes les échelles ou à d'autres fins où une représentation réelle de la zone est requise, le système de référence de coordonnées de zone égale azimutale Lambert ETRS89 est recommandé.

Définition

Le système de référence de coordonnées de Mercator transverse ETRS89 (ETRS-TMzn) est identique au système de grille de Mercator transverse universel pour l'hémisphère nord appliqué au système de référence géodésique ETRS89 et à l'ellipsoïde GRS80. Le système UTM a été développé pour une application mondiale entre 80°S et 84°N avec les caractéristiques de base suivantes :

  1. 60 zones d'extension longitudinale 6° numérotées consécutivement de 1 à 60, commençant par le numéro 1 pour la zone comprise entre 180°W et 174°W et se poursuivant vers l'est
  2. facteur d'échelle du méridien central de 0,9996 produisant deux lignes de sécance à environ 180 000 m à l'est et à l'ouest du méridien central
  3. les coordonnées négatives sont évitées en attribuant une fausse valeur d'abscisse de 500 000 m à l'est au méridien central et des fausses valeurs d'ordonnée à l'équateur de 0 m pour l'hémisphère nord et de 10 000 000 m pour l'hémisphère sud
  4. formules de conversion uniformes d'une zone à l'autre
  5. référencement unique pour toutes les zones dans un système de coordonnées rectangulaires planes
  6. convergence méridienne (entre le nord vrai et le nord de la grille) inférieure à 5
  7. la distorsion de la carte dans les zones doit être inférieure à 1 : 2500

ETRS-TMzn est une série de zones, où "zn" dans l'identifiant est le numéro de la zone. Chaque zone s'étend de l'équateur vers le nord jusqu'à la latitude 84 et 176 nord et a une largeur de 6 degrés en longitude calculée à partir du méridien principal de Greenwich. La zone 31 est centrée sur 3° Est et est utilisée entre 0° et 6° Est, la zone 32 est centrée sur 9° Est et est utilisée entre 6° et 12° Est, etc. Le tableau 5 montre les zones de l'ETRS-TMzn.

Tableau 5 : Zones du système de référence de coordonnées de Mercator transverse ETRS89

Numéro de zone Longitude d'origine Limite ouest Limite Est Limite sud Limite nord
(zn) (degrés) (degrés) (degrés) (degrés) (degrés)
26 27° Ouest 30° Ouest 24° Ouest 0° Nord 84° Nord
27 21° Ouest 24° Ouest 18° Ouest 0° Nord 84° Nord
28 15° Ouest 18° Ouest 12° Ouest 0° Nord 84° Nord
29 9° Ouest 12° Ouest 6° Ouest 0° Nord 84° Nord
30 3° Ouest 6° Ouest 0° Est 0° Nord 84° Nord
31 3° Est 0° Est 6° Est 0° Nord 84° Nord
32 9° Est 6° Est 12° Est 0° Nord 84° Nord
33 15° Est 12° Est 18° Est 0° Nord 84° Nord
34 21° Est 18° Est 24° Est 0° Nord 84° Nord
35 27° Est 24° Est 30° Est 0° Nord 84° Nord
36 33° Est 30° Est 36° Est 0° Nord 84° Nord
37 39° Est 36° Est 42° Est 0° Nord 84° Nord
38 45° Est 42° Est 48° Est 0° Nord 84° Nord
39 51° Est 48° Est 54° Est 0° Nord 84° Nord

Figure 4 : Les zones ETRS-TMzn

Le tableau 6 contient le système de référence de coordonnées transversales Mercator ETRS89 entièrement décrit (ETRS-TMzn) conformément au référencement spatial ISO 19111 par coordonnées.

Tableau 6 : ETRS-TMzn Description

Entité Valeur
Identifiant du SCR ETRS-TMzn
Remarques du CRS zn est le numéro de zone, commençant par 1 sur la zone de 180° Ouest à 174° Ouest, augmentant vers l'Est jusqu'à 60 sur la zone de 174° Est à 180° Est
alias CRS ETRS89 Transversale Mercator CRS
Zone valide CRS L'Europe 
Portée du SCR CRS pour la cartographie paneuropéenne conforme à des échelles supérieures au 1:500 000

ID de référence ETRS89
Alias ​​de référence Système européen de référence terrestre 1989
Type de référence géodésique
Epoque de réalisation de référence 1989
Zone de validité de référence Europe / EUREF
Portée de référence Système de référence européen conforme à l'ITRS à l'époque 1989.0 et fixé à la partie stable de la plaque continentale eurasienne pour le géoréférencement des tâches SIG et géocinématiques
Remarques de référence voir Boucher, C., Altamimi, Z. (1992) : The EUREF Terrestrial Reference System and its First Realizations. Veröffentlichungen der Bayerischen Kommission für die Internationale Erdmessung, Heft 52, München 1992, pages 205-213 - ou ftp://lareg.ensg.ign.fr/pub/euref/info/guidelines/

ID du premier méridien Greenwich
Premier méridien Longitude de Greenwich
ID ellipsoïde GR 80
Alias ​​ellipsoïde Nouvelle Internationale
demi-grand axe ellipsoïde 6 378 137 mètres
Forme ellipsoïde VRAI
Aplatissement inverse ellipsoïde 298.2572221
Remarques ellipsoïdes voir Moritz, H. (1988) : Geodetic Reference System 1980. Bulletin Geodesique, The Geodesists Handbook, 1988, Internat. Union de Géodésie et de Géophysique
ID du système de coordonnées TMzn
Type de système de coordonnées projeté
Cote du système de coordonnées 2
Remarques sur le système de coordonnées Projection : Mercator transverse en zones, largeur 6 & 176
Nom de l'axe du système de coordonnées N
Direction de l'axe du système de coordonnées Nord
Identificateur d'unité de l'axe du système de coordonnées mètre
Nom de l'axe du système de coordonnées E
Direction de l'axe du système de coordonnées est
Identificateur d'unité de l'axe du système de coordonnées mètre
Identifiant de l'opération TMzn
Zone de validité de l'opération L'Europe 
Portée de l'opération pour une cartographie paneuropéenne conforme à des échelles supérieures au 1:500 000
Nom de la méthode d'opération Projection de Mercator transverse
Alias ​​du nom de la méthode d'opération TMzn
Formule de méthode d'opération Transverse Mercator Mapping Equations, in Hooijberg, Practical Geodesy, 1997, pages 81-84, 111-114
Numéro des paramètres de la méthode de fonctionnement 7
Nom du paramètre d'opération latitude d'origine
Valeur du paramètre de fonctionnement
Remarques sur les paramètres de fonctionnement 0°, l'équateur
Nom du paramètre d'opération longitude d'origine
Valeur du paramètre de fonctionnement méridien central (CM) de chaque zone
Remarques sur les paramètres de fonctionnement méridiens centraux. 3° O, 3° E, 9° E, 15° E, 21° E.
Nom du paramètre d'opération fausse ordonnée
Valeur du paramètre de fonctionnement 0 m
Remarques sur les paramètres de fonctionnement
Nom du paramètre d'opération faux pâques
Valeur du paramètre de fonctionnement 500 000 m
Remarques sur les paramètres de fonctionnement
Nom du paramètre d'opération facteur d'échelle au méridien central
Valeur du paramètre de fonctionnement 0.9996
Remarques sur les paramètres de fonctionnement
Nom du paramètre d'opération largeur des zones
Valeur du paramètre de fonctionnement
Remarques sur les paramètres de fonctionnement
Nom du paramètre d'opération limites de latitude du système
Valeur du paramètre de fonctionnement 0° N et 84° N
Remarques sur les paramètres de fonctionnement

Notez que les abréviations des axes pour ETRS-TMzn et ETRS-LCC sont N et E tandis que pour l'ETRS-LAEA ce sont Y et X.


6.8 Créer une carte présentable

Maintenant que vous avez un objet points avec les croisements stockés, créez une carte que vous pouvez présenter aux décideurs.

Tout d'abord, vous devriez obtenir un fond de carte plus agréable que l'ardoise vierge de R. Utilisez le (Hijmans et al. 2017) et (Hijmans 2017) forfaits pour en obtenir un :

Maintenant, placez le reste des couches dans la même projection que le fond de carte :

Maintenant, tracez les croisements en bleu sur le fond de carte avec le chemin de fer en rouge. Vous pouvez ajouter une barre d'échelle et une flèche nord à l'aide de la (Dunnington 2017) forfait !

Où sont les ours qui traversent le chemin de fer ? Il semble que deux zones du chemin de fer soient les plus fréquentées par les ours. Un dans le virage en épingle, et un plus étalé entre Logatec et l'Unec. Peut-être qu'il devrait y avoir des passages pour la faune dans ces zones pour protéger les ours les plus « aventureux ».


3 Cartographie et visualisation I

Félicitations pour avoir traversé la semaine 2 - et bienvenue dans ce qui est une introduction plus pratique à GIScience où nous nous concentrerons sur : comment faire une bonne carte.

Ce n'est pas aussi "léger" que promis, mais cette semaine et la semaine précédente vous seront très utiles pour en apprendre davantage sur des techniques analytiques plus techniques après la semaine de lecture.

Comme toujours, nous avons divisé le contenu en plus petits morceaux pour vous aider à faire des pauses et à y revenir au fur et à mesure que vous le pouvez au cours de la semaine prochaine.

Si vous ne passez pas à travers tout cette semaine, ne vous inquiétez pas. Semaine 4 volonté le contenu sera plus court, vous aurez donc le temps de vous rattraper après les séminaires au début de la semaine 4. Le séminaire passera en revue certains aspects du travail de cette semaine, il sera donc toujours incroyablement utile si vous ne parvenez pas à terminer tout ce que nous aperçu dans cet atelier.

Semaine 3 en Geocomp

Le contenu de cette semaine vous présente les concepts fondamentaux associés à Cartographie et visualisation, où nous avons trois domaines de travail sur lesquels nous concentrer :

Le contenu de cette semaine est divisé en 4 les pièces:

Vidéos peuvent être trouvés dans Parties 1-3, aux côtés Clé et Lecture suggérée.

Cette semaine, votre 1 mission crée la sortie finale de notre pratique.

Partie 4 est notre pratique de cette semaine, où vous serez initié à l'utilisation de Map Composer avec Q-SIG et appliquer les connaissances acquises dans les parties précédentes des parties 1 à 3 dans un cadre pratique.

Si vous n'avez pas pu télécharger Q-GIS ou ne pouvez pas y accéder via [email protected] Anywhere, nous avons fourni une alternative pratique basée sur un navigateur, mais nous vous recommandons de lire la pratique Q-GIS car malheureusement nous ne pouvons pas tout répéter dans l'AGOL pratique.

Objectifs d'apprentissage

D'ici la fin de cette semaine, vous devriez être capable de :

  • Expliquez ce qu'est un système de coordonnées géographiques et un système de coordonnées projetées et leurs différences.
  • Comprendre les limites des différents PCS et savoir quand utiliser chacun pour une analyse spécifique.
  • Sachez quoi inclure - et ce qu'il ne faut pas inclure - sur une carte.
  • Savoir représenter différents types de données spatiales sur une carte.
  • Expliquez ce qu'est le problème d'unité de surface modifiable et pourquoi pose des problèmes pour l'analyse spatiale.
  • Cartographiez les données d'événements en utilisant une approche des « meilleures pratiques ».
  • Produire une carte de qualité publiable.

Nous nous appuierons sur l'analyse des données que nous avons effectuée la semaine dernière et créerons des cartes précises qui montrent l'évolution de la criminalité dans nos quartiers de Londres.

Systèmes de coordonnées et projections cartographiques

Les cartes, comme nous l'avons vu la semaine dernière, sont des représentations de la réalité. Mais non seulement ils sont conçus pour représenter des caractéristiques, des processus et des phénomènes sous leur « forme », mais ils doivent également représenter, avec fidélité, leur emplacement, leur forme et leur disposition spatiale.

Pour pouvoir localiser, intégrer et visualiser les données spatiales avec précision dans un système SIG ou une carte numérique, les données spatiales doivent avoir deux choses :

1. Un système de référence de coordonnées (souvent écrit comme CRS)

2. Une projection cartographique associée

Un CRS est un système de référence qui est utilisé pour représenter le emplacements des données spatiales pertinentes dans un cadre géographique commun. Il permet aux ensembles de données spatiales d'utiliser des emplacements communs pour la colocalisation, l'intégration et la visualisation.

Chaque système de coordonnées est défini par :

  • Son cadre de mesure
  • Unité de mesure (généralement degrés décimaux ou pieds/mètres, selon le cadre)
  • Autres propriétés du système de mesure telles qu'un sphéroïde de référence, une référence et des paramètres de projection

Son cadre de mesure sera de deux types :

  • Géographique: dans laquelle les coordonnées sphériques sont mesurées à partir du centre de la terre
  • Planimétrique: dans laquelle les coordonnées de la Terre sont projetées sur une surface plane à deux dimensions.

Pour les SIR planimétriques, un projection cartographique est requis. Cette projection détaille la transformation mathématique pour projeter la surface tridimensionnelle du globe sur une carte plate.

En conséquence, il y a deux types courants de systèmes de coordonnées que vous rencontrerez lors de l'utilisation de données spatiales :

1. Systèmes de coordonnées géographiques (GCS): un système de coordonnées global ou sphérique tel que latitude-longitude.

2. Système de coordonnées projetées (PCS): un CRS qui a les mécanismes pour projeter des cartes de la surface sphérique de la Terre sur un plan de coordonnées cartésiennes à deux dimensions. Ces PCS sont parfois appelés projections cartographiques, bien que combiner les deux emplacements et la projection dans leur utilisation.

Comprendre les systèmes de coordonnées

En résumé, un GCS définit l'emplacement des données à la surface de la Terre, tandis qu'un PCS indique aux données comment dessiner sur une surface plane, comme sur une carte papier ou un écran d'ordinateur.

En conséquence, un GCS est sphérique et enregistre donc les emplacements en unités angulaires (généralement en degrés). À l'inverse, un PCS est plat, il enregistre donc les emplacements en unités linéaires (généralement en mètres) :

Visualiser les différences entre un GCS et un PCS. Image : Esri

Pour un GCS, des graticules sont utilisés comme système de référencement, qui sont directement liés à la forme ellipsoïdale de la Terre.

En comparaison, dans un PCS, une grille est un réseau de lignes perpendiculaires utilisées, un peu comme du papier millimétré, qui sont ensuite superposées sur une carte en papier plat pour fournir un référencement relatif à partir d'un point fixe comme origine.

Vos données doivent avoir un GCS avant de savoir où elles se trouvent sur terre. Mais, bien que la projection théorique de vos données soit facultative, la projection de votre carte ne l'est pas. Les cartes sont plates, donc votre carte aura un PCS afin de dessiner avec précision les données.

Dans la plupart des systèmes SIG, une projection par défaut sera utilisée pour dessiner la carte et donc le système projettera vos données pour correspondre à cette projection.

Par exemple, si vous ne spécifiez pas la projection de la carte ou des données, ArcGIS et Q-GIS dessineront votre carte et les données correspondantes à l'aide d'une pseudo Plate Carrée ou projection « géographique ».

La projection de l'assiette carrée

Cette projection n'est en fait que la latitude et la longitude représentées comme une simple grille de carrés et appelée pseudo car elle est mesurée en unités angulaires (degrés) plutôt qu'en unités linéaires (mètres). Il est facile à comprendre et à calculer, mais il déforme également toutes les zones, angles et distances, il est donc insensé de l'utiliser pour l'analyse et la mesure et par conséquent, avant de commencer votre travail, vous devez choisir un autre PCS !

Le CS que vous choisirez dépendra de l'endroit où vous mappez : le plus souvent, vous n'aurez pas besoin de choisir un GCS car les données que vous utilisez ont déjà été collectées et/ou stockées dans un système présélectionné.

Par exemple, tous les récepteurs GPS collectent des données en utilisant un seul système de référence ou de coordonnées, le WGS84. Par conséquent, toutes les données GPS que vous utilisez seront fournies dans le WGS84 GCS.

Cependant, vous devrez souvent choisir votre PCS: quel PCS vous utilisez dépend de l'endroit où vous cartographiez, mais aussi de la nature de votre carte — par exemple, devez-vous déformer la zone pour préserver les angles, ou vice versa ?

Par exemple, si vous utilisez des données GPS du Royaume-Uni, il est probable que vous transformerez ces données en British National Grid (un PCS).

Comprendre les projections cartographiques

Soit CS fournit un cadre pour définir les emplacements du monde réel - cependant, lorsqu'il s'agit d'une grande partie des travaux de SIG et d'analyse spatiale, nous utiliserons un PCS pour aider à localiser, projeter, analyser et visualiser nos données en 2D.

Pour localiser, projeter, analyser et visualiser nos données en 2D, le PCS a, grâce à des transformations mathématiques dites projections cartographiques, a transformé la surface de notre terre en trois dimensions en un canevas de carte en deux dimensions (papier ou numérique).

Cette possibilité de créer une surface plane à partir d'une sphère 3D n'est pourtant pas si simple !

D'après une métaphore géographique classique, la façon la plus simple d'y penser est de penser à peler une orange - comment pourriez-vous peler une orange pour finalement obtenir une forme plate (de préférence carrée/rectangulaire - les ordinateurs aiment vraiment les carrés !) ?

Eh bien, heureusement, vous n'avez pas besoin d'y penser trop fort - en tant que cartographe résident d'Esri John Nelson (une autre recommandation Twitter) l'a fait pour nous :


Essayer d'aplatir une orange - notre terre - en une carte plate. Images : John Nelson, Esri

Comme il le montre, pour créer juste un plat version de notre terre à partir de la sphère elle-même, il faut des formes et des manipulations de direction très intéressantes - sans parler de la réalisation d'un rectangle !
(Vous pouvez voir l'article de blog original dont ces images sont tirées ici.)

Pour créer une carte classique carrée ou rectangulaire que nous avons tellement l'habitude de voir, nous devons utiliser d'autres formes géométriques qui peuvent être aplaties sans étirer leur surface pour aider à déterminer notre projection.

Ces formes sont appelées développable surfaces et se composent de trois types:


Les trois types de familles de projection : cyclindrique, conique et plane. Image : QGIS

Cependant, lorsque vous utilisez ces formes pour représenter la surface de la Terre en deux dimensions, il y a toujours une sorte de distorsion dans la forme, la zone, la distance ou la direction des données.

Cette distorsion est expliquée à travers l'excellente vidéo de Vox :

Pourquoi toutes les cartes du monde sont fausses

Nous pouvons réellement tester cette distorsion nous-mêmes.

Vous pouvez vous diriger vers La vraie taille (https://thetruesize.com) et voyez comment notre utilisation du Web Mercator a faussé notre compréhension de la Taille des pays les uns par rapport aux autres.

De plus, je recommande fortement de parcourir ce court article de blog (2 minutes !) où un mappeur passionné a fait preuve de créativité avec sa propre peau d'orange :

Article de blog : Visualiser la distorsion des cartes Web Mercator avec une peau d'orange, Chris M. Whong, en ligne ici

Différentes projections peuvent donc provoquer différents types de distorsions. Certaines projections sont conçues pour minimiser la distorsion d'une ou deux des caractéristiques des données. Une projection pourrait, par exemple, conserver la surface d'une entité mais modifier sa forme.

Notre deuxième courte conférence explique comment réfléchir au choix d'une projection cartographique :

Choisir une projection cartographique

Comme expliqué dans notre conférence, chaque projection cartographique présente donc des avantages et des inconvénients.

En fin de compte, la meilleure projection pour une carte dépend de l'échelle de la carte et des fins pour lesquelles elle sera utilisée.

Comme l'explique l'excellente documentation de Q-GIS Projection :

Par exemple, une projection peut présenter des distorsions inacceptables si elle est utilisée pour cartographier l'ensemble du continent africain, mais peut être un excellent choix pour une carte (détaillée) à grande échelle de votre pays. Les propriétés d'une projection cartographique peuvent également influencer certaines des caractéristiques de conception de la carte. Certaines projections sont bonnes pour de petites zones, certaines sont bonnes pour cartographier des zones avec une grande étendue est-ouest, et certaines sont meilleures pour cartographier des zones avec une grande étendue nord-sud.

Au moment de choisir votre projection cartographique, pensez à :

  • Existe-t-il une projection par défaut pour votre domaine d'études (par exemple, Londres et British National Grid) ?
  • Quelle analyse effectuez-vous ? Quelles propriétés sont importantes pour cette analyse ?
  • À quelle échelle et dans quelle direction visualisez-vous vos données ?

Ce qu'il est essentiel de retenir cependant, c'est que les projections cartographiques ne sont jamais des représentations absolument précises de notre terre sphérique.

À la suite du processus de projection cartographique, chaque carte montre des distorsions de conformité angulaire, de distance et de surface.

Pourquoi devrions-nous nous soucier des systèmes de projection ?

En résumé, le système de projection que vous utilisez peut avoir un impact sur les deux aspects analytiques de votre travail, par exemple. utiliser efficacement les outils de mesure, tels que les tampons, parallèlement à la visualisation.

C'est généralement impossible de conserver toutes les caractéristiques en même temps dans une projection cartographique.

Cela signifie que lorsque vous souhaitez effectuer des opérations analytiques précises, vous devrez utiliser une projection cartographique qui offre les meilleures caractéristiques pour vos analyses.

Par exemple, si vous devez mesurer des distances sur votre carte, vous devez essayer d'utiliser une projection cartographique pour vos données qui offre une grande précision pour les distances.

De plus, vous devez connaître le CS dans lequel se trouvent vos données, en particulier lorsque vous utilisez plusieurs ensembles de données.

Afin d'analyser et de visualiser avec précision les données ensemble, ils doivent être tous dans le même CS.

Transformer/reprojeter des données

Si vous utilisez des jeux de données basés sur différents systèmes de coordonnées géographiques ou projetées, vous devrez transformer toutes vos données en un seul système : ceux-ci sont appelés transformations.

Entre deux systèmes de coordonnées quelconques, il peut y avoir zéro, une ou plusieurs transformations.

Certains systèmes de coordonnées géographiques n'ont pas de transformations connues du public car ces informations sont considérées comme ayant une importance stratégique pour un gouvernement ou une entreprise.

Pour de nombreux GCS, plusieurs transformations existent. Ils peuvent différer selon les domaines d'utilisation ou les précisions. Les précisions reflètent généralement la méthode de transformation.

Une transformation géographique est toujours définie dans une direction particulière, comme de NAD 1927 à WGS 1984. Les noms de transformation refléteront ceci : NAD_1927_To_WGS_1984_1.

Le nom peut également inclure un numéro de fin, car l'exemple ci-dessus a _1. Ce nombre représente l'ordre dans lequel les transformations ont été définies.

Un plus grand nombre ne signifie pas nécessairement une transformation plus précise.

Même si une transformation géographique a une directionnalité intégrée, toutes les méthodes de transformation sont inversibles.C'est-à-dire qu'une transformation peut être utilisée dans les deux sens.

Se déplacer avec CRS en géocalcul

Gardez à l'esprit que la projection cartographique est un sujet très complexe. Il existe des centaines de projections différentes qui visent à représenter une certaine partie de la surface de la terre aussi précisément que possible sur un écran numérique/papier plat.

En réalité, le choix de la projection à utiliser sera souvent fait pour vous.

Lorsqu'il s'agit de géocalcul et d'analyse spatiale, vous devez choisir votre SCR avec soin - en réfléchissant à ce qui est approprié pour votre ensemble de données, y compris l'analyse que vous effectuez et à quelle échelle.

Vous y trouverez des recommandations spécifiques par pays et, heureusement pour nous, la plupart des pays ont des projections couramment utilisées. Ceci est particulièrement utile lorsque les données sont partagées et échangées car les gens suivront la tendance nationale.

Souvent, la plupart des pays utiliseront la zone pertinente au sein de la Mercator Transversal Universel.

En outre, la documentation d'Esri sur le choix d'une projection cartographique est une excellente ressource.

La tyrannie du Web Mercator

Une chose à surveiller cependant est la (sur)dépendance générale à ce que l'on appelle la projection Pseudo-Mercator (EPSG:3857) par les applications Web telles que Google Maps.

Le système de coordonnées Pseudo-Mercator projeté prend le système de coordonnées WGS84 et le projette sur un carré. (Cette projection est également appelée Mercator sphérique ou Mercator Web.)

Cette méthode donne une carte en forme de carré, mais il n'y a aucun moyen de représenter par programmation un système de coordonnées qui repose sur deux ellipsoïdes différents, ce qui signifie que les logiciels doivent improviser. Et lorsque les logiciels improvisent, il n'y a aucun moyen de savoir si les coordonnées sont cohérentes entre les programmes.

Cela rend EPSG:3857 idéal pour la visualisation sur ordinateur, mais pas fiable pour le stockage ou l'analyse de données.


Heureusement pour nous en géocomputation, pour la majorité de notre travail, nous utiliserons le Réseau national britannique pour notre cartographie et notre analyse, car nous nous concentrons sur l'analyse de Londres.

Dans la pratique de cette semaine, nous verrons comment nous pouvons reprojeter nos données spatiales d'un GCS à un PRS (dans ce cas WGS84 à OSGB1936).

Lecture(s) clé(s)

Réserver (30 min) : Longley et al, 2015, Sciences de l'information géographique et systèmes d'amplification, Chapitre 4 : Géo-référencement.

Facultatif : La puissance de la carte

Les cartes et les projections cartographiques ont une histoire longue et compliquée avec notre politique et notre géopolitique. Par exemple, alors que les cartes ont existé sous de nombreuses formes avant les périodes, nous ne pouvons ignorer leur utilisation significative pour l'acquisition de terres et l'exploitation des ressources pendant « l'ère de la découverte » et les époques de colonialisme qui en ont résulté.

Il y a d'importants Puissance intégrée dans une carte et, même à ce jour, comme nous le voyons avec l'utilisation de la projection Mercator dans la technologie Web, une carte peut être un outil de propagande important lorsqu'il s'agit de problèmes politiques.

Google Maps, par exemple, s'est retrouvé au centre de divers différends frontaliers à travers le monde - entraînant, à plusieurs reprises, une mobilisation de troupes et des menaces de guerre :

En égarant une partie de la frontière entre le Costa Rica et le Nicaragua, Google a effectivement déplacé le contrôle d'une île d'un pays à l'autre et a été cité comme la justification des mouvements de troupes dans la région en 2010.
Le Washington Post, 2020

Pour éviter encore plus cela, Google a créé une nouvelle approche techno-politique au sein de sa plate-forme Google Maps dans laquelle les frontières du monde seront différentes selon l'endroit d'où vous les regardez.

Vous pouvez en savoir plus à ce sujet dans un article récent du Washington Post : Google redessine les frontières sur les cartes en fonction de qui regarde (10 minutes).

Les cartes ne sont donc jamais de véritables représentations de la réalité, mais incluront toujours certaines biais - après tout, les cartes sont encore très largement créées par les humains.

Bien que nous ne couvrirons pas cela plus en détail dans notre conférence ou notre contenu pratique cette semaine, nous espérons que vous apprécierez de discuter de ces questions lors de vos sessions de groupe d'étude.

De plus, il y a beaucoup d'excellents livres sur ce puissance des cartes, dont celui de Denis Wood Le pouvoir des cartes et suivi, Repenser le pouvoir des cartes et Mark Monmonier Comment mentir avec des cartes. Ces livres décrivent tous comment les cartes papier et numériques modernes offrent des opportunités de méfaits cartographiques, de tromperie et de propagande.

Si vous souhaitez éviter de lire un peu plus longtemps, je vous recommande également vivement cet extrait de l'émission « before your time », The West Wing, qui résume bien quelques-uns des débats :

Visualisation efficace des données

En plus de choisir la bonne projection cartographique pour vos données spatiales et votre carte, pour visualiser correctement vos données sous forme de carte - pour l'analyse visuelle et la publication - vous devez prendre en compte :

Comment représenter efficacement vos données spatiales.

Comment vous présentez ces données sur une carte qui communique vos données et votre analyse avec précision.

Nous allons d'abord nous concentrer sur ce dernier aspect et voir comment vous pouvez atteindre efficace visualisation des données, y compris comment faire une bonne carte ainsi que détailler les conventions cartographiques nous nous attendons à ce que vous incluiez dans votre carte.

Ensuite, nous examinons les types courants de données spatiales et nous nous concentrons sur la façon dont nous pouvons représenter avec précision un événement et enquête des données qui sont généralement agrégées en unités de surface (telles que les géographies administratives que nous avons rencontrées la semaine dernière) pour une utilisation dans choroplèthe Plans.

Conventions cartographiques

Faire un bien map est un processus hautement subjectif - ce que vous pensez semble bon par rapport à ce que quelqu'un d'autre pense semble bon peut-être complètement différent.

C'est pourquoi il existe toute une discipline sur cartographie - c'est aussi pourquoi de bonnes compétences en visualisation de données deviennent essentielles dans les rôles de data scientist. En conséquence, je peux fortement recommander de prendre le Cartographie et visualisation module par le professeur James Cheshire l'année prochaine !

Dans sa forme la plus fondamentale, une carte peut être composée de nombreux éléments cartographiques différents.

  • La carte principale
  • Carte des graticules
  • Une légende (y compris des symboles)
  • Un titre
  • Une barre d'échelle ou un indicateur
  • Un indicateur d'orientation, c'est-à-dire une flèche vers le nord
  • Une carte en médaillon (pour situer votre carte dans une zone plus large)
  • Informations sur la source de données
  • Toute information accessoire

Ces éléments font tous partie du conventions cartographiques attendues, c'est-à-dire ce qui doit être inclus sur/dans votre carte afin de transmettre avec précision toutes les informations contenues dans votre visualisation.

Éléments de la carte. Image : Manuel Gimond

Cependant, tous les éléments ne doivent pas nécessairement être présents dans une carte à tout moment. En fait, dans certains cas, ils peuvent ne pas être appropriés du tout. Une barre d'échelle, par exemple, peut ne pas être appropriée si le système de coordonnées utilisé ne préserve pas la distance à travers l'étendue de la carte.

Savoir pourquoi et pour qui une carte est faite va dicter sa mise en page :

  • Si cela doit être inclus dans un document sous forme de figure, alors la simplicité et la retenue devraient être les principes directeurs.
  • S'il s'agit d'une carte autonome, des éléments de carte supplémentaires peuvent être nécessaires, tels que des bordures personnalisées, des graphiques, etc.

Connaître le public visé devrait également dicter ce que vous allez transmettre et comment :

  • S'il s'agit d'un public général avec peu d'expertise technique, une présentation plus simple peut être de mise.
  • Si le public connaît bien le sujet, la carte peut être plus complexe.

En fin de compte, pour faire un bien carte il y a plusieurs des règles vous pouvez suivre :

Hiérarchie visuelle : S'assurer que les éléments les plus importants sont les plus visible sur la carte (par exemple, taille, emplacement sur la carte, schéma de couleurs).

Schémas de couleurs : Garder des schémas de couleurs simples (moins de 12 couleurs au maximum) et représentatifs des données que vous montrez (nous en parlerons plus tard) ainsi que adaptés à tous les publics (par exemple, être conscient du mélange de couleurs indétectables pour les daltoniens/malvoyants)

Barres d'échelle et flèches nord : A utiliser judicieusement ! Ils ne sont pas nécessaires dans toutes les cartes, et ils n'ont pas besoin d'être extrêmement volumineux - juste lisibles. Je conseille d'essayer de localiser les deux ensemble et de garder leur conception aussi simple que possible.

  • N'utilisez jamais « Une carte de… » dans votre titre - nous savons que c'est une carte !
  • Faites en sorte que les choix de polices soient simples et reflètent le sujet que vous mappez.
  • Les titres ne sont pas nécessaires sur les cartes avec légendes de figures.
  • Rendre les légendes lisibles - y compris en simplifiant leurs valeurs. Utilisez efficacement la taille de la police pour assurer la communication des aspects les plus importants.

La courte conférence suivante explique plus en détail comment faire une bonne carte :

Conventions cartographiques et visualisation efficace des données

Représentation des données spatiales

Le deuxième aspect de la création de cartes efficaces est de s'assurer que vous représentez le type de données que vous utilisez de manière efficace et précise.

Comme nous l'avons vu la semaine dernière, les données spatiales elles-mêmes ne sont qu'une représentation de la réalité.

Certains des types de données que nous utilisons peuvent être des représentations très proches de la réalité, telles que des données géographiques « brutes » (y compris des images satellite ou des modèles d'élévation), tandis que d'autres ensembles de données, lorsqu'ils sont utilisés dans des cartes, peuvent être des représentations très abstraites de la réalité.

Les différents types courants de données spatiales que vous pourriez rencontrer dans l'analyse spatiale sont décrits dans le tableau ci-dessous :

Types courants de données spatiales

Type de données Exemples Représentation numérique
Données géographiques « brutes » Imagerie par satellite
Imagerie LIDAR/RADAR
Mesures environnementales (par exemple élévation, qualité de l'air, niveaux d'eau)
Raster/Grilles
Coordonnées / Données de point, avec attributs
Données spatiales traitées ou dérivées Données de référence géographiques (par exemple, bâtiments, routes, rivières, espaces verts)
Données de population maillées (densité)
Modèles numériques d'élévation
Cartes de la qualité de l'air
Points, lignes et polygones
Raster/Grilles
Données d'événement (spatiaux) (nombre) Activités humaines ( p. ex. crime, appels téléphoniques, ventes de maisons)
Enregistrements scientifiques (par exemple, observations d'animaux et de plantes)
Coordonnées / Données de point, avec attributs
Enquête statistique ou données d'indicateur Caractéristiques humaines (par exemple, informations démographiques, socio-économiques et sanitaires)
Enregistrements scientifiques (par exemple, nombre total d'animaux, mesures de la taille des feuilles)
Vote
Tabular Data, représentant à un spécifique échelle spatiale globale, c'est-à-dire unité de surface


Bien que nous rencontrions une variété de ces types de données spatiales au cours de ce cours, notre objectif principal pour les premières semaines est d'examiner Événement et Statistique données - car ce sont les deux types de données qui sont principalement utilisés dans l'outil de carte de visualisation de données le plus courant : choroplèthe carte.

Cartes Choroplèthes

Dans sa forme la plus basique, une carte choroplèthe est un type de carte thématique dans laquelle un ensemble de zones prédéfinies est coloré ou modelé en proportion d'une variable statistique qui représente un résumé agrégé d'une caractéristique géographique dans chaque zone, comme la densité de population ou le taux de criminalité.

Lorsque nous utilisons des données d'événement ou des données statistiques, nous avons tendance à agréger ces types de données en unités de surface, telles que les géographies administratives que nous avons rencontrées la semaine dernière, afin de créer ces choroplèthe Plans.

Parce que nous voyons des cartes choroplèthes dans notre vie quotidienne, les cartes choroplèthes, je dirais, parmi tout type de visualisation de données cartographiques, sont les cartes les plus vulnérables à une mauvaise utilisation et à une mauvaise représentation des données. Nous pensons souvent qu'il s'agit simplement de lier des données de table à nos unités surfaciques, puis de choisir un joli schéma de couleurs…

Un exemple de choroplèthe : l'énergie thermique perdue de Londres à l'échelle MSOA. La question est : pensez-vous que ça a l'air bien ? Que changerais tu? Image : Cartographier Londres

…Cependant, dans une carte choroplèthe, de nombreuses décisions doivent être prises en termes de réflexion sur leur classification (catégorique ou continue/graduée), les « coupures de classe » utilisées, ainsi que le type de schémas de couleurs utilisés.

De plus, l'un des principaux défis de l'utilisation des cartes choroplèthes est que souvent la unités surfaciques nous utilisons ne sont pas de aire égale - en conséquence, nous devons être prudents dans la façon dont nous représentons notre ensemble de données choisi.

Montrer la population comme un fait géographique « brut » dans les quartiers de Londres, comme nous l'avons fait la semaine dernière, par exemple, serait en fait un grand non-non en termes de cartographie de la population. Au lieu de cela, nous voudrions montrer la densité de population - en normalisant notre population par la superficie de chaque quartier.

Que manque-t-il encore à cette carte ? Densité de population du quartier de Londres 2019. Données : ONS

Sans adopter ces approches de normalisation, nous pouvons créer des cartes incroyablement trompeuses. Au plus simple, notre cerveau voit les plus grandes unités de surface au sein de notre carte comme ayant Suite quelle que soit la quantité que nous représentons, indépendamment de la réflexion sur la zone sous-jacente (et/ou la population) qu'elle représente réellement.

C'était courant sur les cartes électorales américaines, par exemple, où de nombreux États républicains ont une grande masse continentale - mais finalement une faible population. Par conséquent, lorsqu'il représente les résultats de l'élection comme un choroplèthe catégorique, il présente un glissement de terrain républicain écrasant. Cependant, comme nous le savons tous, alors que le Parti a remporté le vote du Collège électoral, les Démocrates ont en fait remporté le Vote populaire par 3 millions de voix.

Par conséquent, lors de la cartographie par nombre de votes plutôt que par résultat d'état, un message différent est transmis, comme nous le voyons ci-dessous. Hélas, malgré cette différence dans le total des votes, les États-Unis appliquent un système de collège électoral et à la fin, le gagnant est le vainqueur du vote du collège électoral et aucune carte ne peut changer cela !

Différentes approches pour cartographier les élections de 2016 donnent lieu à différentes informations communiquées
(L->R : Business Insider, Heure, xkcd)

Malgré leurs divers défis, les cartes choroplèthes peuvent être des outils incroyablement utiles. Nous fournissons une introduction plus détaillée sur la façon de créer des cartes choroplèthes dans la conférence suivante :


Voir la vidéo: QGIS Tutorials 006 TD 1 2 Référentiels géographiques (Octobre 2021).