La Représentation de l'Information Spatiale : Deux Modes Fondamentaux

Dans un SIG, l'information spatiale est principalement représentée et stockée selon deux modes très différents : le mode objet et le mode image. Le choix du mode dépend souvent de la nature du phénomène géographique que l'on souhaite décrire.

1. Le Mode Objet (Données Vecteur)

Ce mode est idéal pour représenter des phénomènes spatiaux discontinus, c'est-à-dire des variables dites "discrètes" comme la géologie, le type de sol ou l'occupation des terres (forêt, prairie, culture). Il permet de localiser et de décrire avec une grande précision chaque élément.

Représentation en Mode Objet

L'information est représentée par des objets géométriques qui sont des unités spatiales élémentaires. Il en existe trois types :

• Les points : Pour des informations ponctuelles comme un forage ou un puits. Un point est défini par un seul couple de coordonnées (x,y).
• Les lignes : Pour des objets linéaires comme les routes ou les rivières. Une ligne est définie par un ensemble de points connectés.
• Les polygones (ou zones) : Pour représenter des surfaces comme des régions ou des parcelles. Un polygone est une ligne fermée, où le premier point et le dernier point sont identiques.

Stockage des Données Objets : Les Fichiers Vecteur

Les données en mode objet sont stockées dans des fichiers vecteur. La structure de ces fichiers est complexe et comprend généralement trois composantes principales :

1. Les métadonnées (ou en-tête) : Elles décrivent le contenu du fichier, comme le phénomène représenté (ex: géologie), le système de coordonnées utilisé (ex: latitude/longitude), et l'emprise géographique (coordonnées min/max).
2. La géométrie : Ce sont les coordonnées (x,y) qui définissent chaque point, ligne ou polygone.
3. La table attributaire : C'est un tableau où chaque ligne correspond à un objet (une "entité") et chaque colonne à un descripteur (un "attribut"). Par exemple, pour un polygone représentant un pays, les attributs pourraient être son nom, son code international ou son nombre d'habitants. À chaque objet est associé un identifiant unique qui fait le lien avec sa ligne dans la table attributaire.

Pour gérer cette complexité, un format courant comme le Shapefile (.shp), développé par la société ESRI, stocke les informations dans plusieurs fichiers distincts (souvent 3 au minimum, mais fréquemment 5). Les plus importants sont :

• .shp : Contient la géométrie des objets.
• .shx : Un fichier d'index pour accélérer la lecture des géométries.
• .dbf : Contient la table attributaire (base de données).
• .prj : Décrit le système de projection cartographique utilisé.

2. Le Mode Image (Données Raster)

Ce mode est particulièrement adapté à la représentation de phénomènes spatiaux continus, où la variable change progressivement dans l'espace, comme l'altitude, la température ou les précipitations. Il permet de visualiser facilement des gradients, par exemple avec des palettes de couleurs dégradées.

Représentation en Mode Image

L'information est représentée sous la forme d'une grille de pixels (des rectangles de taille définie). Chaque pixel est une unité spatiale élémentaire et possède une valeur numérique unique (qui peut représenter une couleur ou une mesure comme l'altitude). L'ensemble de ces pixels juxtaposés forme une image. Ce mode est la représentation native des photos aériennes et des images satellites.

Stockage des Données Images : Les Fichiers Raster

Les données en mode image sont stockées dans des fichiers raster. Un fichier raster est essentiellement une matrice ou un tableau de valeurs numériques. Sa structure se compose de deux parties :

1. L'en-tête (métadonnées) : Située au début du fichier, elle contient des informations essentielles pour que le logiciel puisse interpréter la grille de données. Elle précise notamment :
   • Le nombre de colonnes et de lignes de l'image.
   • Les coordonnées (x,y) du coin inférieur gauche de l'image, pour la géolocaliser.
   • La taille de chaque pixel (ex: 250 mètres).
   • Une valeur spécifique pour les pixels sans donnée (ex: -9999 pour une altitude non mesurée).
2. Le jeu de données : C'est la suite des valeurs numériques de chaque pixel, lue ligne par ligne par le logiciel SIG pour reconstituer l'image.

En résumé, le choix entre le mode objet (vecteur) et le mode image (raster) dépend de la nature des données à représenter : discrètes et bien délimitées pour le vecteur, ou continues et variables pour le raster.