Saisie/numérisation de données spatialement distribuées

La saisie d'informations spatiales, appelée numérisation, consiste à stocker des données géographiques dans un ordinateur sous deux formes principales : en objets de type point, ligne ou polygone dans des fichiers vecteur, ou sous forme de pixels dans des fichiers raster. Ce processus n'est que rarement simple, fiable et rapide, contrairement à l'idée reçue que l'informatique automatise tout. En réalité, la saisie nécessite souvent des protocoles complexes mêlant automatisation et interventions manuelles.

1. La Saisie Manuelle en Structure Raster

Bien que rarement pratiquée, cette méthode permet de bien comprendre les difficultés de la numérisation et la structure des fichiers. Elle se déroule en plusieurs étapes :

1. Création d'une grille de saisie : On crée une grille, appelée grille raster, sur un support transparent (comme du papier calque) que l'on superpose à la carte papier à numériser. La résolution de cette grille (la taille des cellules ou pixels) est choisie par l'opérateur.
2. Encodage des données : On attribue une valeur à chaque cellule (pixel) de la grille.
   • Pour une variable discrète (par exemple, des catégories d'usage du sol), la difficulté survient lorsqu'une cellule est à cheval sur plusieurs polygones. Il faut alors choisir une seule valeur, généralement celle de la modalité la plus représentée dans la cellule, car on ne peut pas faire de moyenne.
   • Pour une variable continue (par exemple, l'altitude représentée par des courbes de niveau), les pixels qui ne tombent pas directement sur une courbe n'ont pas de valeur. Il faut alors utiliser des techniques complexes comme l'interpolation spatiale pour "deviner" la valeur de ces pixels.
3. Saisie dans un fichier : Une fois l'encodage terminé, les valeurs de la grille sont saisies au clavier, souvent dans un simple éditeur de texte, pour créer un fichier à structure raster (par exemple, au format ASCII). Ce fichier inclut des informations en en-tête comme le nombre de lignes et de colonnes, les coordonnées du coin inférieur gauche et la taille des cellules. Ce fichier est ensuite directement lisible par un logiciel de SIG.

Cette méthode est longue et fastidieuse, mais elle illustre les principes de base de la numérisation raster.

2. La Saisie Semi-Automatique

C'est l'approche la plus courante. Elle consiste à numériser l'information en structure vecteur avant de la convertir, si besoin, en raster.

1. Digitalisation en structure vecteur : On "redessine" les éléments d'une carte à l'écran.

   • Matériel : On utilise soit une table à digitaliser (une sorte de grande tablette graphique avec un stylet) soit, plus fréquemment, un scanner pour numériser la carte papier.
   • Géoréférencement : L'image scannée de la carte est d'abord "recalée", c'est-à-dire positionnée dans un système de coordonnées géographiques connu. C'est une étape essentielle appelée géoréférencement.
   • Numérisation à l'écran : Une fois la carte géoréférencée, l'opérateur redessine les objets (points, lignes, polygones) à l'écran à l'aide de la souris, créant ainsi une couche de données en format vecteur.

2. Conversion Vecteur vers Raster (si nécessaire) : Si l'on a besoin de travailler avec des données raster, on convertit le fichier vecteur créé précédemment.

   • On superpose une grille de la résolution souhaitée sur la couche vecteur.
   • On utilise une technique d'interpolation pour attribuer une valeur à chaque cellule de la grille en se basant sur les données du fichier vecteur. On obtient ainsi une image raster finale.

3. La Saisie Automatique

La saisie entièrement automatique est un cas très particulier et rare, souvent limité à des cartes très simples, comme un cadastre en noir et blanc. Dans ce cas, un algorithme peut analyser l'image scannée pour convertir automatiquement les pixels en segments de droite (lignes) ou en points, et même détecter certaines imperfections comme des polygones non fermés. Pour la majorité des cartes, cette méthode n'est pas applicable et il faut recourir à des protocoles semi-automatiques.

En conclusion, la saisie de données spatiales implique de saisir des coordonnées (d'objets ou de grilles), ce qui rend la notion de localisation dans l'espace fondamentale et incontournable dans les Systèmes d'Information Géographique.