ArcCatalog Navigation dans les fichiers Création de fichiers Gestion des métadonnées

Créer une connexion au dossier de travail TD_SIG Les noms de fichiers ou de dossiers ne doivent pas comprendre d'espaces ou de caractères spéciaux du type é-&çà;,:!,ù%*µ$£^¨) etc.

Ouvrir le répertoire TDData puis Yellowstone Visualiser les différents objets

Localisation des systèmes de coordonnées Valable dans la version 10 mais plus dans la 10.2

Click droit - Propriétés

Les entités sous Arc GIS Les données vectorielles: Les géodatabases: format SGBD, gère toutes les entités (icones gris) Les « shape » : 1 entité par fichier (icones verts) points lignes polygones… Les « cover » : interactifs mais utilisés sur anciennes versions arcs (lignes) points (génération auto si lignes se croisent) polygones Les données « images »: Les « raster » : les rasters sont des images, donc une matrice de pixels associée à une palette de couleurs

Shapes: Polygones Lignes Points Raster

Utiliser les fonctionnalités du menu Aperçu (Preview) Click droit

Hiérarchisation de la géodatabase: Géodb - Jeu de Classes d’entités (feature data set) - Classes d’entités (feature class) Jeu de classes d’entités (toutes les classes d’entités d’un même jeu peuvent être reliées entre elles: requêtes interactives) Géodatabases .mdb Format Access (SGBD) Classes d’entités Polygones Lignes Points

Les formats de fichiers: .mdb : géodatabase .mxd : contient le chemin vers toutes les couches (layer) de la carte (relatif ou absolu) .lyr : légende, couche .prj : caractéristiques des projections (Lambert, UTM…) .shp : fichiers de formes .xml : fichiers de métadonnées .tif ou .bmp ou .jpg : fichiers images (raster) La création de nouveaux fichiers de formes ou de géodatabases doit se faire sous Arc Catalog! GéoDB fichier : .gdb = un dossier système contenant des fichiers systèmes pour chaque jeu de données GéoDB personnelle : existe depuis v8.0, .mdb = un seul fichier de structure MS Access

Créer un dossier « essai » puis créer un fichier de formes « point »  Fichier - Nouveau… (file – new) Multipatch = objets 3D Multipoint : ensemble de points de mêmes propriétés

Créer une géodatabase personnelle « essai »

Puis créer un jeu de classes d’entités « JCE » dans la GéoDB (ne pas définir de système de coordonnées pour le moment)

Puis créer une classe d’entités « ligne » (point, ligne, polygone) dans le jeu de classes d’entités Click droit sur le nom du jeu de classe d’entités « JCE » ou Fichier-nouveau Création d’une classe d’entité : préciser le nom (celui qui apparaîtra dans la GéoDB) et l’alias (nom qui sera affiché dans ARC MAP)

Importation de données dans la GéoDB - dessins vectoriels - tables dbf - couvertures Arcinfo - fichiers de formes Fichier à importer JCE de destination Nouveau nom du fichier dans la JCE

Métadonnées: ensemble de données rentrées par l'utilisateur ou générées automatiquement par Arc Gis Elles apportent diverses précisions à propos du fichier d'intérêt. Elles peuvent être éditées et modifiées à partir de la barre d'outils "Métadonnées"

Mise à jour des métadonnées Vous pouvez ajouter une image ou une photo, des mots-clés facilitant la recherche de votre fichier ultérieurement Aide

Personnalisation des métadonnées (exemple Inspire)

Exercice étudiant dans Arc Catalog: Créer dans Mes Documents: un répertoire exo_arcgis Dans ce répertoire, créer un fichier de type point (shapefile) nommé "mesures_polluants" dont le système de cordonnées est lambert93 et qui contiendra un champ "teneurAs"   (réel simple = flottant) Créer ensuite une géodatabase personnelle nommée "yellowstone" dans le même répertoire Créer une classe d'entité points nommée "mesures_polluants" dont le système de cordonnées est lambert93 et qui contiendra un champ "teneurAs"   réel simple. Imposer la valeur par défaut à 100 pour le champ "teneurAs" (impossible dans un shapefile) Créer un jeu de classe d'entité nommé "lac" avec WGS84 World Mercator comme syst. Coord. Importer le fichier "lakes" de yellowstone.mdb (répertoire TDdata\Yellowstone) Visualiser sa table attributaire Créer une classe d'entité polygone dans "lac" nommée "lac_pollue" Importer dans le jeu de classe d'entité le fichier "mesures_polluants" Importer dans la géodatabase créée le raster dem30 du répertoire yellowstone Vérifier son système de coordonnées

Systèmes de coordonnées : ARC TOOLBOX Exercice 1 : définir le système de projection Fichier Lorraine.shp (dans exo1)

Exercice 1 : définir le système de projection (autre possibilité) Click droit sur fichier puis Propriétés Onglet Système de coordonnées XY Pour les projections Lambert: Syst de coord projetée Grille Nationale France Ajouter aux favoris

Systèmes de coordonnées : ARC TOOLBOX Exercice 1 : changer le système de projection : Lambert II étendu – WGS 84 (géographique) Fichier Lorraine.shp Attention, cette opération transforme physiquement le fichier

Ajouter de nouvelles couches ARCMAP 10 Ajouter de nouvelles couches ArcCatalog Visualisation des cartes Table des matières Organisation des couches Boîte à outils Il est préférable de quitter ArCatalog lorsque ArcMap est ouvert

Systèmes de coordonnées : ARCMAP Exercice 1b : la première carte ouverte impose le système de coordonnées Regarder les système sur ARC CATALOG puis ouvrir les cartes sur ARC MAP Alterner l’ouverture de Carto_RNVDN et Lorraine (Exo1b) et vérifier le système utilisé.

Géoréférencement : donner à chaque pixel une coordonnée géographique Importer et géoréférencer une carte Données : TDData / France Sous ArcCatalog :  Informer le système de coordonnées du raster « F053_089.TIF » (NTF Lambert 1)

 Afficher la barre d’outils de géoréférencement Sous ArcMap :  Afficher la barre d’outils de géoréférencement  Définir 4 points d’Amer à l’aide des coordonnées des croix Lambert aux angles : Haut gauche : 531 000 m ; 1 790 000 m Haut droite : 540 000 m ; 1 790 000 m Bas gauche : 531 000 m ; 1 781 000 m Bas droite : 540 000 m ; 1 781 000 m Pourquoi la connaissance des coordonnées d’une seule croix est-elle suffisante?  Mesurer une distance pour vérifier le résultat…(indiquer l’unité : mètres) Ajout des points de contrôle Table des liaisons: points du géoréférencement Vérification de la validité du géoref.

Géoréférencement : donner à chaque pixel une coordonnée géographique Exercice 2: ouvrir parcel_2.shp (déjà géoreférencée), ajouter le raster historic.tif (à géoréférencer) Zoomer sur historic.tif

Afficher la barre d’outils de géoréférencement. Dans Couche, choisir historic.tif. et faire un « Ajuster à l’affichage ». Décocher « Ajustement auto ». Ajouter des points de contrôle à partir de la couche à géoréférencer vers la couche déjà référencée. « Mettre à jour le géoréférencement »  ou « Rectifier » (permet l’enregistrement de la carte géoref sous un nom différent). Afficher la barre d’outils de géoréférencement. Menu Personnaliser/Barre d’outils Astuce Choisir la bonne couche Ajouter points de contrôle A décocher au début, remettre une fois que les 4 points de contrôle sont placés

Précision du géoréférencement Permet de gérer les points de contrôle Déplacement de la couche considérée (historic.tif) et de son géoréférencement Jouer sur l’ordre des « layers » pour l’affichage en 1er plan Retour

Si le temps le permet, refaire la même chose avec les cartes de l’exercice 2B. Il faut d’abord préciser le syst. de coord. (Lamb II ét.) de la carte 55_0209.tif à partir des propriétés du fichier dans ARC CATALOG.

Exercice 2c : Ouvrir la carte topoH.tif sur ARCMAP. Géoréférencer une image à partir de points dont les coordonnées sont connues. Exercice 2c : Ouvrir la carte topoH.tif sur ARCMAP. Enlever Ajustement auto Ajouter un point de contrôle et faire click droit: Input X, Y Référencer 4 croix Lambert 3. Vérifier la validité du géoréférencement avec la table de lien: erreur<1 Remettre Ajustement auto Rectifier Préciser le système dans ARC CATALOG (click droit – propriétés ou par TOOLBOX) Ou click droit sur carte dans ARC MAP 856000, 3220000 858000, 3217000

Digitalisation: Créer une géoDB « Etude » dans exo 4, un jeu de classes d’entités « Carto » projeté en Lamb. II étendu, et une classe d’entité « Carto_veg » polygone. Ajouter un champ « CODE_HAB » (texte 25) avec par défaut la valeur "temp". But : Transférer une table attributaire dans la nouvelle GéoDB: Dans ARCCATALOG click droit sur Etude – Importer Table unique – Liste_Hab de la base de données Habitats

Sous ARC MAP, charger carto_veg Etablir une jointure entre CODE-HAB de carto_veg et celui de liste_hab : click droit sur carto_veg – Joindre (fusion de la table attributaire) ou Mettre en relation (les champs mis en relation ne sont pas affichés dans la table attributaire)

Ajouter les photos aériennes (orthophotos) et en faire un groupe de couches (sélection-click droit-groupe) Digitalisation des parcelles (polygones) Activer les Barres d’outils « Editeur et Capture», ouvrir une session de mise à jour

4 - Tracer un polygone 1 - Sélectionner la couche 3 - Choisir l’outil de construction 5 – touche F2 pour terminer la construction de la forme 6 – Utiliser la barre d’outils Capture pour faire coïncider vos constructions (pas d’espace entre les parcelles) 2 - Choisir la forme de construction

Ouvrir la table attributaire (click droit sur la couche) ou les attributs des éléments et donner les codes aux parcelles (à la place de temp, voir carto.jpg pour les codes des parcelles) Table attributaire

Tester les outils de digitalisation Tester les outils union, combiner, découper

Editeur – Enregistrer les mises à jour – Quitter la session… Exporter la classe d’entité carto_veg en fichier shape sous un autre nom : click droit dans ARCMAP sur carto_veg – Données – Exporter des données

Requêtes d’affichage : ne travailler que sur une partie des données d’une couche d’informations Exercice 5 : dans ARCMAP, charger le fichier « communes.shp » Propriétés de la couche (click droit) – Ensemble de définition - Générateur de requêtes 1 afficher les communes lorraines (code région = ’41’) de plus de 50 000 habitants (champ « population » *1000) les préfectures de département (champ « statut »)

Requêtes de sélection : ne sélectionner qu’une partie des éléments d’une couche : ici les insectes qui sont dans la zone de protection Exercice 5b : sous ARC MAP, charger les couches « especes.shp » et « ZNIEFF.shp » Sélection – Par attributs – Insectes Sélection – Par emplacement (localisation) – Dans la ZNIEFF (zoomer pour voir le résultat)

Créer une nouvelle couche avec la sélection Onglet Sélection Nbre d’entités sélectionnées Pour désélectionner : click droit sur la couche - Sélection – Désélectionner les entités sélectionnées

Géotraitement : étude de l’impact de l’implantation d’une route Création d’une zone tampon autour de la route Exercice 6 : Sous ARC MAP charger agri et contour de façon à ce que la route soit visible Modifier l’épaisseur du trait de la route et la mettre en rouge (double click sur la légende) Faire afficher une légende pour chaque parcelle (double click sur le nom de la couche agri) Sauvegarder le projet complet (.mxd): Fichier – Enregistrer sous … Sauvegarder une couche : click droit – Enregistrer comme fichier de couche

Créer une zone tampon de 25m da part et d’autre de la route (Assistant de zone tampon à chercher dans le menu Personnaliser – Barre d’Outils - Personnaliser)

Sélectionner par localisation (selon l’emplacement) les parcelles de agri qui intersectent la zone tampon En faire une nouvelle couche (click droit – Sélection – Créer une couche …) Appliquer lui la légende de agri en l’important Exporter vers un fichier de forme (click droit – Données – Exporter…)

Découper la couche « agri » avec le « tampon de contour » à l’aide de l’assistant de géotraitement (ARCTOOLBOX – Outils d’analyse – Extraire – Découper ou menu Géotraitement) Lui appliquer la légende de agri en effaçant les unités non représentées (Total et Effacer les valeurs nulles)

Géotraitement (soit dans le menu Géotraitement soit dans la Toolbox): - fusion (Dissolve) : regrouper tous les polygones de même attribut - combiner (Merge) : combiner plusieurs couches en une seule Exercice 6c: sous ARC MAP, charger les 3 fichiers .shp – Afficher les légendes selon Habitat Sur 410020025.shp, fusionner selon l’attribut habitat et comparer avec l’original Combiner les trois couches .shp

Calculs sur les tables attributaires Exercice 6 : sous ARCMAP ouvrir le fichier agri.shp et sa table attributaire Options – Ajouter un champ « Surface » 2 possibilités : – 1. click droit sur la colonne – Calculateur de champs - Copier le script de surface .txt (répertoire exo 7) – 2. click droit sur la colonne – Calculer la géométrie – Surface (plus simple) 1 2

Récapituler le champ « proprio » en faisant la somme des surfaces : click droit sur le champ Proprio Ouvrir à partir de l’onglet Source le tableau récapitulatif par propriétaire

Construire un Modèle Numérique de Terrain (vue 3D) Exercice 8b : sous ARCMAP, importer les données X,Y d’une base de données (Ajouter des Données puis click droit Afficher les données XY) « Evènements Bd_alti  » – Spécifier le système de projection (Lamb.II) Exporter les données en un fichier de forme .shp (click droit « Evènements… ») (très utile pour ensuite retraiter les données)

Création d’un maillage Toolbox – Outils 3D Analyst – Gestion des données – TIN - Créer un TIN (Triangular Irregular Network) : lourd à afficher

Convertir en raster (facile à afficher): Toolbox– Outils 3D Analyst - Conversion – TIN vers raster (Tingrid)

Représentation 3D : ARCSCENE (module de 3D Analyst) Sous ARCSCENE ajouter le TIN créé précédemment et le drapage (carte topo) 0913.jpg Click droit sur le jpg – Propriétés – Onglet Hauteurs de base Dilater l’échelle : Facteur de conversion des valeurs…

Survol des reliefs : ARCSCENE : icône oiseau Click gauche pour accélérer Click droit pour ralentir ou aller en arrière

Représentation 3D : autre méthode à partir du Raster Sous ARCSCENE ajouter le TINGRID créé à partir de la conversion TIN to RASTER Click droit– Propriétés – Onglet Hauteurs de base (TINGRID) Dilater l’échelle : Facteur de conversion des valeurs…

Calcul des courbes de niveau ou des isohypses (isolignes) : 3D Analyst Sous ARCMAP, charger TINGRID créée précédemment Toolbox- Outils 3D Analyst – Raster surface– Isoligne Changer le design des courbes, afficher les valeurs, etc. : click droit sur couche « ctour » - Propriétés – Onglet Etiquettes

Autre possibilité pour l’annotation des courbes de niveau: Annotation des courbes de niveau

Différence de surface Cet outil permet de calculer la différence volumétrique entre deux réseaux triangulés irréguliers (TIN) ou deux jeux de données de MNT. Calculs à partir des surfaces Toolbox Exposition de surface Cet outil permet d'extraire des informations d'exposition d'un TIN ou d'un MNT en entrée vers une classe d'entités en sortie. Il crée une classe d'entités polygonales dont les polygones sont classés en fonction des valeurs d'exposition du triangle de la surface en entrée Pente de surface Permet d'extraire les informations de pente à partir d'un TIN ou d'un jeu de données de MNT en entrée vers une classe d'entités en sortie. Ombrage Permet de créer un relief ombré à partir d'un raster de surface en tenant compte de l'angle de la source d'éclairage et des ombres.

Calcul d’un profil topographique

Click droit – Exporter – Data –Excel Permet de tracer le profil sous Excel

Le krigeage :une méthode d’estimation statistique le krigeage offre trois avantages majeurs par rapport aux autres méthodes d’estimation:  On définit la structure statistique du phénomène, notamment en évaluant, si c'est possible, sa portée, c'est-à-dire la distance à partir de laquelle les mesures effectuées sur deux points n'ont plus de lien statistique.  le krigeage est un interpolateur exact (la valeur estimée sur un point de mesure est égale à la valeur du point de mesure) et optimal (il minimise la variance sur l'erreur d'estimation)  le krigeage, au contraire d'autres interpolateurs, permet de calculer une incertitude sur la valeur interpolée

Exemple simple de calcul de variogramme Pour m couples de points séparés par une même distance géographique h h h h Y(x1) Y(x2) Y(x3) Y(x4) h h 5 7 1 4 Exemple : Pas de h : 3 couples donc m=3 Pas de 2xh : 2 couples donc m=2 Pas de 3xh : 1 couple donc m=1 g(h) = ½ * 1/3 [ (5-7)2 + (7-1)2 + (1-4)2] = 8.16 g(2h) = ½ * 1/2 [ (5-1)2 + (7-4)2] = 6.25 g(3h) = ½ * 1/1 [ (5-4)2] = 0.5 g(h) h

Le domaine d’étude est trop petit: pas de détection du palier Les variables ne sont pas corrélées spatialement g(h) g(h) Palier (sill) Pépite (nugget) Portée (range) Distance (lag) h 2h Le pas est trop grand Les variables ont une corrélation spatiale g(h) L’effet pépite peut être dû à des erreurs analytiques ou à des variations de la variable à une échelle inférieure à l’échantillonnage Domaine d’étude Le domaine d’étude est trop petit: pas de détection du palier

Variogramme directionnel Certaines fois, le semi-variogramme peut être différent selon la direction d’échantillonnage. On parle d’anisotropie du milieu et la méthode d’interpolation devra être adaptée. E g(h) N S W Distance

Par ordre d'irrégularité croissante on distinguera: l'allure parabolique qui caractérise une variable extrêmement régulière (très lissée). La variable est dérivable en moyenne quadratique. Plus les points sont éloignés et plus les différences sont progressivement accentuées. Il y a donc un fort gradient. b) la forme linéaire qui représente une variable un peu moins régulière et non dérivable. g(h) h g(h) h

c) le variogramme dit à effet de pépite: h=0 est toujours estimée en extrapolant la tendance générale de la fonction. Cependant si on dispose de plusieurs mesures instantanées cette valeur peut être obtenue par la variance de celles-ci. Souvent les valeurs du variogramme se stabilisent autour d'une certaine valeur (palier) après un certain intervalle h (portée). La portée est la limite de l'influence d'une observation sur ses voisines. d) l'effet de pépite pur: dans ce cas la fonction fluctue autour d'une valeur constante ce qui signifie qu'il y a indépendance totale des observations. Notons ici que lorsqu'il n'y a aucune dépendance entre des observations, faire une cartographie à base d'interpolation n'a pas plus de sens que de tracer une régression non-significative. g(h) Palier (sill) Pépite (nugget) h Portée g(h) h

Le semi-variogramme est ensuite ajusté à l’aide de modèles mathématiques (modèle linéaire, pépitique, exponentiel, sphérique, etc…) Le choix du modèle optimal peut être fait : - soit parce qu’il ajuste au mieux le variogramme expérimental - soit parce qu’il fournit les meilleures estimations aux points observés (faites à l’aide du krigeage) Le calcul des poids Wi du krigeage est ensuite déterminé à partir du modèle du variogramme.

Exemple d'utilisation du krigeage pour estimer des concentrations en polluants (concentration moyenne en ozone en juin 2002)

Géostatistiques : interpolation par krigeage de données ponctuelles Geostatistical analyst Exercice 9 : Sous ARC MAP, ajouter ca_ozone_pts et ca_outline Geostatistical analyst – Geostatistical wizard

Semi-variogramme: sill, range, nugget, anisotropy

Visualisation du poids de chaque valeur utilisée pour le calcul de la valeur interpolée (centre de l’ellipse)

Visualisation de l’erreur de l’interpolation par krigeage ordinaire

Etendre le champ du krigeage pour recouvrir toute la Californie: propriétés de la couche

Intersecter avec le contour de la Californie: click droit sur « Couches » Onglet Bloc de données – Activer « Découper selon une forme … » Manipulation réversible!

Indiquer le système de coordonnées du bloc de données Click droit sur bloc de données (couche) – Propriétés – onglet Syst Coordonnées

Mise en page: Sous ARC MAP, ajouter une carte (par exemple le krigeage de l’exercice précédent ou les cartes de l’exercice 10) Affichage – Mode mise en page MEP Pour mettre une nouvelle image : Insérer – Bloc de données Insérer - Légende, Barre d’échelle, Flèche du Nord, Titre, Texte…. Enregistrer .mxd Mode MEP

Cartographier la probabilité que l'ozone dépasse un certain seuil

Astuce : Importer des fichiers de type Surfer (ASCII au format *.grd) vers un raster pour visualiser un MNT: changer l’extension du fichier en *.asc puis dans ARC TOOLBOX : Attention que le chemin du fichier soit simple! Sans espace ou _