Introduction à la cartographie

La cartographie fait partie des systèmes d’informations géographiques (SIG), elle désigne la réalisation et l’étude des cartes. Elle mobilise un ensemble de techniques servant à la production des cartes. La cartographie constitue un des moyens privilégiés pour l’analyse et la communication en géographie. Elle sert à mieux comprendre l’espace, les territoires et les paysages. Elle est aussi utilisée dans des sciences connexes, démographie, économie dans le but de proposer une lecture spatialisée des phénomènes.

Principes de cartographie
La solution la plus répandue actuellement dans le domaine de la mise en ligne de données cartographiques consiste à créer à la volée une image correspondant à la demande de l’utilisateur. Pour cela, il est le plus souvent fait appel à un serveur cartographique.

C’est le protocole de communication TCP/IP qui permet à des ordinateurs branchés en réseau d’échanger de l’information via un navigateur web ou de transférer des fichiers via le protocole FTP. L’architecture est de type client/serveur c’est-à-dire qu’il existe une série d’ordinateurs dits clients connectés à un serveur dédié qui lui-même communique vers l’extérieur ou avec des serveurs particuliers par l’intermédiaire de leur adresse IP. L’utilisateur sur sa machine locale effectue des requêtes pour demander une carte spécifique ; le serveur cartographique interprète cette requête et renvoie la carte sous la forme d’une image matricielle (gif, jpg, png,…) ou vectorielle (svg, flash). Le serveur cartographique est télécommandé par des langages de script qui lui permettent de charger dynamiquement une carte en réponse à la requête. L’ordinateur serveur peut chercher cette information soit dans ses propres ressources, soit sur des serveurs de données distants.

La consultation de l’information requiert une installation essentiellement côté serveur avec des logiciels tels qu’Apache ou IIS (Internet Information Services) qui tournent en tâche de fond et permettent aux serveurs de cartes d’accéder à l’Intranet et/ou à l’Internet.

Il faut aussi rajouter des interpréteurs de scripts et éventuellement une visionneuse pour afficher la carte sur le navigateur du client. La visionneuse peut être une application riche ou lourde.
Les requêtes sur un serveur cartographique peuvent êtres exécutées par le navigateur ou par un programme appelant. Les moteurs cartographiques sont des programmes dont le rôle est de fabriquer à la volée, selon la demande de l’utilisateur des fichiers images représentant des données géographiques stockées sur le disque dur du serveur ou sur un autre serveur relié. Au niveau du stockage des données, plusieurs SGBD supporte les données géospatial tel que PostgreSQL munie de son module PostGIS.

Unités de mesure
La cartographie utilise essentiellement trois unités de mesures :

• Point

Le point est un élément sans dimension. Sa localisation est donnée par ses coordonnées. Ce concept est référencé à des étiquettes (constituant la légende) qui permettent sa compréhension. Quoique sans dimension, la notion de point soit relative à l’échelle à cause de ce qu’elle peut représenter (hôpital ou ville). La notion de distance entre deux points est souvent utilisée comme lien topologique.

• Ligne ou segment de ligne

La ligne ou segment de ligne est un élément à une dimension. Sa localisation est déterminée par les coordonnées des deux extrémités du segment. L’épaisseur du trait ou la forme du trait apporte une information supplémentaire sur sa signification thématique. La notion de distance est souvent utilisée pour caractériser une ligne.

• Surface ou zone

La surface ou zone est l’espace limité par une ligne fermée ou un polygone. Du point de vue cartographique, c’est un élément à deux dimensions. La localisation d’une surface s’exprime par les coordonnées de son centre de gravité, d’une référence interne ou des sommets du polygone qui forme ses limites.
Un nÅ“ud est défini comme un sommet constituant l’intersection de plus de deux segments tandis que la chaîne correspond à la ligne brisée dont les deux extrémités sont des éléments.

Nature des données manipulées
La cartographie manipule des données attributaires tels que nom, valeur numérique, contenu thématique, etc, et des données géométriques permettant de définir les formes des objets (ligne, surface ou points), leurs positions par rapport à un système de coordonnées ainsi que les relations spatiales entre ces différents objets.

Les données géométrique peuvent être représentées en deux modes :

• Le mode Raster

Nativement, un navigateur Web connaissant le HTML peut afficher une image numérique, encore appelée image BITMAP. Elle se compose donc d’une matrice de pixels (abréviation de l’anglais « Picture élément»), c’est-à-dire de petits carrés noirs ou blancs ou de différents tons de gris ou de couleur juxtaposés. Généralement les formats d’image les plus utilisés sont le GIF, le JPEG et le PNG.

Le format GIF limite à 256 le nombre de couleurs possibles, mais restitue une image sans perte d’information. Il permet aussi de gérer des effets de transparence. Le format JPEG ne connaît pas cette limite et supporte des taux de compression plus élevés au prix d’une certaine dégradation de l’image de base. Le format PNG, qui est une émanation du consortium W3C, utilise un mode de compression sans perte d’information qui est réputé d’une efficacité excellente. Il a l’avantage de pouvoir traiter plusieurs types d’images et d’être libre de tout droit.

• Le mode vecteur

Les fichiers vectoriels contiennent une description des entités géographiques à représenter : points, lignes, surfaces, formes géométriques élémentaires. À ce jour, deux formats vectoriels se dégagent : le SVG qui est un format ouvert et le SWF dit aussi Flash qui est un format propriétaire. Que ce soit l’un ou l’autre des formats vectoriels, aucun n’est lu actuellement par un navigateur Web sans l’adjonction d’un plug-in.

La récupération des données pour les affichées sur une carte nécessite des appels à quelques services web qui seront détaillés l’objet d’un autre article.