Cahier exercices TP1 2017 PDF

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Summary

Résumé tp 1 ...

Description

Résumé séances tp

Récupérer l’exécutable d’installation de la version 2.8 (ou 2.6 utilisée en TP) sur cette adresse https://www.qgis.org/fr/site/forusers/download.html puis installer le logiciel en suivant les instructions)

 Données disponibles (en salle de TP) Récupérer le répertoire de données sources sur le serveur ( \\fraise\svt) pour en faire une copie sur l’ordinateur de travail et/ou sur le home (répertoire personnel sur le serveur). Nom du répertoire : data_QGIS_2015. Les codes du cahier de TP Annonce une manipulation sur le logiciel Invite à écouter le prof ! Apporte des éléments de « théorie » Ce cahier n’est pas une notice d’utilisation de QGIS qui détaillerait méthodiquement les fonctions du logiciel. Il présente des exemples types d’application de QGIS pour des projets en écologie.

1 Logiciel QGIS (2.6) Logiciel libre, largement répandu en particulier dans les structures publiques (collectivités territoriales, services de l’Etat, associations). Avertissement L’usage des SIG nécessite de manipuler des documents au format numérique. La gestion des fichiers demande un minimum de rigueur. 1. Ne jamais travailler directement sur les fichiers source, en particulier s’ils sont stockés sur le serveur de données 2. Donc travailler en local (ordinateur utilisé) dans un répertoire (au nom de l’utilisateur) où sont disposées des copies de fichiers sources 3. Toujours savoir où sont les fichiers sur lesquels s’effectue le travail et où sont sauvegardés les travaux en cours

Avant de commencer



Installation (à la maison seulement !)

Comprendre les caractéristiques d’une représentation cartographique Le monde réel est en 3D. Tout point de la surface terrestre est caractérisé par ses coordonnées géographiques (longitude, latitude, et altitude). La carte est en 2D. La représentation dans un plan s’effectue par projection. Selon la réglementation actuelle, les cartes établies sur le territoire français métropolitain répondent à une projection conique conforme appelée Lambert 93. Cette projection est codée dans le SCR (système de coordonnées de référence) dans QGIS selon l’EPSG (European Petroleum Survey Group) avec le nombre 2154. Le repérage d’un point s’appuie alors sur les coordonnées cartographiques, exprimées en mètres, dans un espace orthonormé. Les coordonnées géographiques peuvent également être affichées sur la carte. Ouvrir QGIS Menu couche > ajouter une couche > ajouter une couche vecteur Utiliser le bouton « parcourir » pour aller chercher la table « communes.shp »

Une couche SIG (= table) est constituée de plusieurs fichiers (à vérifier dans l’explorateur de windows)

Description des fenêtres 1. Arborescence ; elle permet aussi d’ouvrir directement une couche en double cliquant dessus 2. Couches ; donne accès à diverses fonctions sur les couches ouvertes par un clic droit 3. Carte ; visualisation des objets dans l’espace géographique La barre d’état (en bas de l’écran) permet de  Connaître les coordonnées du curseur dans la projection choisie  Modifier directement l’échelle par le menu déroulant ou en tapant la valeur souhaitée  Changer la rotation pour des besoins spécifiques (ex. : territoire d’étude tout en longueur comme dans le cas d’une LGV ou d’une autoroute)  Connaître la projection en cours (Lambert 93)

Utiliser les boutons de déplacement (la main), de zoom et la barre d’état pour afficher la commune de Toulouse (coordonnées cartographique environ X=573500 ; Y=6279000) à l’échelle du 1/100000ième.

Le fichier au format « shp » (shape) permet la visualisation dans la fenêtre carte. Les autres fichiers concernent entre autres la projection et les données attributaires (voir ci-après).

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Comparer à la superficie de Bordeaux en regardant dans la table d’attributs à partir d’un clic droit sur la couche « communes » dans la fenêtre des couches (ou partir du menu couche / ouvrir la table d’attributs, ou à partir du bouton , la couche commune étant en surbrillance dans le contrôle des couches). Cliquer sur l’intitulé du champ (=colonne) « nom_comm » pour classer les communes par ordre alphabétique et lire la valeur de surface. Vérifier que, pour Toulouse, l’information est bien la même qu’avec le bouton d’information.

Il existe un lien dynamique entre la carte et la table d’attributs. Le référencement spatial dans le SIG permet de mesurer des distances, des longueurs, des surfaces, des angles, quel que soit le SCR.

3 Sélectionner la commune de Bordeaux dans la table en cliquant sur l’identifiant de gauche de la ligne

Evaluer la distance approximative à vol d’oiseau entre Paris et Toulouse à l’aide de l’outil de mesure (600 km)

Données attributaires associées à la carte Elles peuvent être consultées individuellement par entité (chaque élément d’une couche, ici chaque commune) ou à l’aide de la table attributaire. A l’aide du bouton d’information , relever la surface de la commune de Toulouse dans la nouvelle fenêtre qui s’ouvre sur la partie gauche de l’écran.

Vérifier que le polygone correspondant à la commune est bien sélectionné sur la carte.

L’information attributaire est mobilisable pour l’étiquetage sur la carte.

4 Cartographier Toulouse et sa première couronne en étiquetant avec le nom des communes Après avoir zoomé sur Toulouse, en faisant un clic droit sur la couche commune (menu zoomer sur la couche), aller dans les propriétés (clic droit / propriétés ou simplement double clic) pour changer l’apparence de la couche (la rendre transparente) et étiqueter avec le nom.

L’analyse thématique permet une symbologie selon les attributs d’un champ. Aller dans les propriétés de la couche (commune), puis dans l’onglet Style, choisir non pas un affichage par symbole unique de tous les polygone, mais un affichage « catégorisé » ou « gradué » pour faire afficher les polygones avec des couleurs (ou dégradés de couleurs) différentes selon un attribut quantitatif ou qualitatif.

Utiliser par exemple l’affichage gradué en fonction de la population pour faire apparaitre en rouge foncé les communes les plus peuplées et en clair les moins peuplées : jouer sur les seuils, nombres de classes… et ne pas oublier de cliquer sur classer avant de valider. Voici un exemple de rendu :

Bilan Le SIG permet donc de représenter dans l’espace géographique, dans un plan, des objets cartographiques en leur associant leurs caractéristiques attributaires. Environ 1 heure Le positionnement géographique permet de superposer plusieurs couches. Ajouter la couche « hydro_polyligne_L93.shp ». Si besoin spécifier le SCR RGF93 / Lambert 93, EPSG :2154. Cette fenêtre peut s’ouvrir automatiquement à l’ouverture de la couche ou bien elle est accessible à partir d’un clic droit sur la couche, menu définir le SCR de la couche).

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Ces couches sont appelées vecteurs. Elles peuvent être de trois types : polygones, polylignes, points. Le SIG peut également afficher des couches rasters, telles que les cartes IGN (Institut Géographique National) ou les photographies aériennes. Les couches rasters sont constituées par des pixels (carrés élémentaires) juxtaposés les uns à côté des autres. A la différence des vecteurs, les rasters ne peuvent pas donner lieu à des calculs ou à des sélections, mais leur exploitation quantitative passe par du traitement d’image. Ajouter la carte IGN de Toulouse centre à l’aide du menu couche > ajouter une couche > ajouter une couche raster Choisir le format « tiff » (tagged image file format). Il s’agit d’un fichier de type image, géoréférencé : sa taille et son emplacement sont renseignés pour un positionnement correct dans l’espace et donc une bonne superposition avec les autres couches sur le SIG. Dans la fenêtre des couches passer le raster sous les vecteurs pour améliorer la lisibilité à l’aide d’un cliquer-glisser. Vérifier la bonne superposition de la Garonne vecteur avec le raster.

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Ajouter la photographie aérienne de 2013 du campus en choisissant le format TIFF, dans le répertoire 29779-dalle-n-ortho…

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De nombreuses données sont disponibles en libre téléchargement sur internet ou sur demande auprès des services de l’Etat ou des services publics. En fonction de leur nature, de leur précision et de leur usage, ces données peuvent être gratuites ou payantes. Elles constituent typiquement la trame de base d’un diagnostic écologique (fond IGN et orthophotographies, réseau hydrologique, découpages administratifs, etc.) qu’il est nécessaire de rassembler avant toute étude sur un territoire. Les données les plus courantes sont géoréférencées. Certaines données plus anciennes ne le sont pas, telles que les photographies aériennes anciennes. Regarder sur le géoportail de l’IGN comment télécharger des photographies anciennes (cf. exercice « à la maison »).

Il est possible d’ouvrir une photo non géoréférencée, mais elle se positionne n’importe où dans l’espace géographie (à vérifier avec la photographie de 1946). A l’aide du menu raster>géoréférencer, ouvrir la fenêtre de géoférencement d’une image raster. Puis fichier>ouvrir un raster et choisir la photographie aérienne numéro …0024 au format .jpg dans le répertoire de 1946 (les photos anciennes sont fournies par le site de l’IGN au format .jp2 qu’il est possible de convertir en .jpg en passant par des utilitaires disponibles sur internet ; cette conversion n’est pas indispensable sur les versions récentes de QGIS). Spécifier la projection (Lambert 93, EPSG2154).

Dans la fenêtre de géoréférencement, à l’aide du menu éditer ou du bouton , ajouter un point en cliquant sur la photo non géoréférencée (par exemple au carrefour de la route de Narbonne et du chemin des maraîchers). Cliquer ensuite sur le point homologue dans la fenêtre carte.

La photo se positionne alors convenablement dans l’espace.

Ajouter au moins trois points bien disséminés sur la photo. Durant cette opération il est possible de se déplacer avec les flèches du clavier et de zoomer avec la roulette de la souris. La table des points de contrôle s’affiche au fur et à mesure et l’erreur résiduelle sera calculée après le lancement du géoréférencement.

Commencer le géoréférencement avec le bouton géoréférencement comme indiqué ci-après.

.et paramétrer la fenêtre de

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Dans tous les cas, un travail cartographique nécessite des couches spécifiques à l’étude, réalisées personnellement à partir de relevés de terrain ou à partir de couches existantes. Cartographier les contours du bois incluant le Sentier Nature géré par l’Association Veracruz, ainsi que les autres surfaces boisées visibles sur la photo (sans prendre en compte les arbres isolés). Créer une nouvelle couche au format shapefile (ou menu couche>créer une couche). Spécifier le type polygone, choisir le SCR Lambert-93 ; indiquer un nouvel attribut qui permettra de nommer les entités ; remarquer que, par défaut, il existe déjà un attribut nommé « id » correspondant à un identifiant unique pour chaque entité au format nombre entier.

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Noter qu’en 1946 le bois du sentier nature (cf. exercice suivant) n’existait pas et que les terrains de l’université faisaient essentiellement l’objet d’une activité agricole maraichère. L’utilisation d’une séquence de photographies aériennes permet une étude diachronique, élément de base d’un diagnostic de territoire ou d’une étude d’impact environnemental par exemple. Noter également les décalages possibles avec les couches vecteurs (hydro) ou les raster (IGN ou orthophoto) liés aux déformations diverses (perspective conique et géoréférencement). Environ 3 heures

La nouvelle couche créée apparait alors dans la liste des couches.

Commencer par le bois du sentier nature. Pour digitaliser les contours du bois, basculer en mode édition à l’aide du bouton de la barre d’outils

, puis le bouton

d’ajout d’entité pour réaliser la construction en cliquant aux angles de la parcelle concernée ; un clic droit permet de terminer la construction en renseignant l’attribut id.

Compléter la couche en digitalisant les autres surfaces boisées. Dans la table attributaire, à chaque nouveau polygone digitalisé, une nouvelle ligne apparait. Il est recommandé de digitaliser les polygones en mode topologique pour éviter les incohérences entre polygones voisins : redondances de coordonnées (sommets et contours, superposition ou espacement non voulu). Pour travailler en mode topologique aller dans le menu principal préférences et options d’accrochage pour cocher les cases comme indiqué ci-dessous.

Le premier polygone apparait de la manière suivante :

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Sauvegarder la couche réalisée à l’aide du bouton de la barre d’outils

Dans la mesure où une table est géoréférencée, une des fonctions de base des SIG consiste à calculer des distances, des longueurs ou des surfaces. Pour une couche polygone, il est systématique de prévoir un champ surface. Il est possible d’ajouter des champs dans la table d’attributs en ouvrant la table attributaire (clic droit sur la couche sentier_nature, puis « ouvrir la table attributaire), puis en utilisant le mode édition de la table

et le bouton

permettant d’ajouter un champ (c'est-à-dire une colonne) . Renseigner le menu contextuel pour ajouter un champ surface de type nombre entier et de largeur 10. Le calcul est effectué en mètres carrés par défaut. Dans ce cas il n’est pas utile de s’encombrer de décimales.

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Il est possible de réaliser le calcul en hectares, mais dans ce cas il faut que le champ soit défini dans le format réel avec plusieurs décimales pour avoir un minimum de précision Calculer la surface des entités du champ en utilisant la calculatrice de champ du menu table . Choisir de mettre à jour le champ surface. Dans la liste des fonctions, choisir la géométrie area (surface) en double cliquant sur cette fonction pour la faire apparaître dans l’expression. Visualiser le résultat en mètres carrés dans la table, soit environ 2,5 ha pour le bois du sentier nature.

Le travail réalisé prend la forme d’un « projet » sous QGis. Le projet inclus la fenêtre cartographique et les tables mobilisées pour l’affichage de cette fenêtre. L’emplacement des tables ne doit donc pas être modifié entre deux ouvertures du projet. Par conséquent il est essentiel de bien réfléchir dès le départ à l’architecture des couches du projet et, de préférence, à regrouper toutes les couches nécessaires dans le même répertoire. Conseil dans Projet\propriétés du projet, choisir « enregistrer les chemins » en « relatif » dans l’onglet « Général ». Cela vous permettra au moins de déplacer votre répertoire de travail sur un autre ordinateur et de pouvoir continuer à travailler sur votre projet et vos différents fichiers sans avoir à redéfinir l’emplacement de chaque fichier. Fermez la table attributaire et afficher sur les parcelles la valeur de leurs superficies en utilisant la fonction étiquette : clic droit sur la couche dans la liste des couches, propriétés, onglet étiquette

Utiliser le menu principal projet>sauvegarder pour enregistrer le projet en cours dans le répertoire (dossier) de travail. Environ 4 heures

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Valoriser les fenêtres cartographiques réalisées (mise en page dans le composeur d’impression) Pour finaliser le travail sous une forme imprimable ou exportable dans un autre logiciel (document texte, présentation diapositives), QGIS utilise le composeur d’impression. Pour être utilisable une carte doit comporter des éléments d’habillage  indispensables : échelle, flèche nord, légende, titre, auteur(s), date de réalisation  recommandés selon les cas : logos, illustrations (photos, graphiques, tableaux) Ouvrir le composeur à partir du menu principal projet>nouveau composeur d’impression.

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Dans la nouvelle fenêtre du composeur, aller dans le menu mise en page>ajouter une carte . A l’aide de la croix, dans la page, délimiter un cadre de la dimension souhaitée pour afficher la carte préparée. Au préalable, modifier la symbologie de la couche sentier_nature de manière à pouvoir visualiser la photo en fond sous les parcelles digitalisées.

A l’aide du menu mise en page ajouter les éléments d’habillage nécessaires.

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Explorer les différentes rubriques de la partie droite du composeur pour obtenir le résultat souhaité, en particulier pour mettre en forme la légende.

Quand la carte est dans sa forme définitive dans le composeur, utiliser le menu principal composeur>exporter comme image en choisissant par exemple le format .jpeg. Intégrer cette image dans un diaporama pour commencer à constituer un atlas cartographique.

S’entraîner et approfondir A réaliser en autonomie pour la prochaine séance : A partir de deux photographies aériennes téléchargées sur le site de l’IGN (voir cidessous), pour le secteur géographique bâti de Fonsorbes (sud-ouest de Toulouse, voir photo ci-dessous), à deux dates différentes (espacées d’une vingtaine d’années si possible), réaliser une carte qui rende compte approximativement de la dynamique du bâti.

Les photos de l’IGN sont géoréférencées pour les dates les plus récentes, mais leur téléchargement est payant ou nécessite une convention. Se limiter donc aux téléchargements gratuits. Les coordonnées des points de calage peuvent être relevées sur le géoportail grâce à l’outil « réglages » (roue dentée sur le côté droit de la fenêtre) en choisissant les coordonnées Lambert 93. Téléchargement des photos IGN : aller sur le site : http://www.geoportail.gouv.fr/donnee/81/photographies-aeriennes? c=0.17856578434905845,46.910476289920695&z=0.021972656250003504&l=O RTHOIMAGERY.ORTHOPHOTOS::GEOPORTAIL:OGC:WMTS %281%29&permalink=yes

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Entrer le nom de la commune en haut à gauche (dans rechercher un lieu…), cliquer sur chercher. Ensuite cliquez en haut à droite sur remonter dans le temps et sélectionner « prises de vues aériennes » dans la fenêtre qui s’ouvre puis une des échelles d’affichage proposée. Ensuite sélectionner une période pour choisir l’année de prise de vue comme dans l’exemple ci-après. Cliquez sur télécharger l’image. La géoréférencer dans Qgis pour pouvoir ensuite l’utiliser.

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