Ce document intitulé "Manipulation de données - Application : Mise en œuvre d’une carte thématique" est destiné aux étudiants universitaires. Il couvre les notions suivantes :
- Manipulation de données stockées dans des tables, incluant l'ajout de tables, la modification de la structure et des valeurs des champs.
- Réalisation d'une carte thématique en utilisant l'outil SIG ArcGIS 10.2, avec la collecte de données et la création de la carte selon les conventions de la cartographie.
Exercices TP Manipulation de données -SIG - ArcGIS
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Application : Mise en œuvre d’une carte thématique
TP N°2 : Manipulation de données
Application : Mise en œuvre d’une carte thématique
Objectif : à l’issue de ce tp les étudiants seront capables de :
- Manipuler des données stockées dans des tables
- Ajouter une table/création d’une couche point à partir d’un fichier texte
- Modifier la structure d’une table
- Modifier les valeurs des champs d’une table
- Réaliser une carte thématique en utilisant l’outil SIG ArcGIS10.2
- Collecter les données nécessaires et les mettre sous format exploitable par ArcGIS
- Créer la carte en respectant les conventions de la cartographie (titre, échelle, légende, etc.)
Partie 1 : Manipulation de données
Dans ArcGIS, les données sont principalement stockées dans des tables. Une table n’est autre qu’une suite d’enregistrements (lignes de la table) où chaque ligne est constituée de plusieurs colonnes appelées champs.
Plusieurs types de fichiers stockés sous forme de tables, sont manipulés :
- Fichiers dBase (*.dbf) : c’est le format utilisé par les fichiers de forme (.shp), représentant les données attributaires d’une couche, peut être créé sous ArcCatalog puis consulté et mis à jour sous ArcMap
- Tables de bases de données Access (*.mdb)
- Bases de données externes (liaisons ODBC)
- Tables de géodatabases
- Fichiers texte et fichier Excel
Création d’une couche de points à partir d’un fichier texte
Un fichier texte est celui créé dans un éditeur de texte.
Important : Le format d’un fichier texte est le suivant :
- La première ligne doit contenir du texte (noms des champs). Le séparateur entre les entités est la « , »
- Le type de données (texte ou numérique) est déterminé automatiquement
Nous nous intéressons dans notre cas à des fichiers textes contenant des coordonnées (x,y) ou longitude/latitude, cette information est collectée grâce à un GPS ou à partir de Google Maps
a. Élaborer un fichier texte contenant les coordonnées de quelques hôtels d’Alger. On le nomme HotelAlger.txt.
b. Ajouter le fichier créé dans 1, à un document ArcMap (importer le fichier) :
Barre de menu → fichier → Ajouter des données
c. Affichage de la table attributaire sous le format tabulaire d’ArcGIS
Clic droit → ouvrir
d. Créer la couche de points
Barre de menu → Fichier → ajouter des données → ajouter des données xy
L’affection des champs X et Y, latitude ou longitude seront reconnus automatiquement
e. La couche est affichée et créée dans la table des matières sous le nom : événements cordhotel.txt
a. Créer la classe d’entités de type point correspondante.
Clic droit → Données → Exporter
Modification de la structure d’une table
Ajouter un champ :
Clic droit sur options de la table : Definition des propriétés du champ ajouté avant de l’insérer dans la table
Supprimer un champ :
Clic sur en-tête de colonne : sélectionner une colonne
Clic droit sur en-tête → Supprimer un champ
Modification des valeurs d’une table
Cette action ne peut être réalisée que dans une session de mise à jour avec la barre d’outils Éditeur.
Modifier les valeurs d’un champ d’une table
- Afficher la barre d’outils Éditeur
- Ouvrir une Session de mise à jour
- La modification est désormais possible
- En agissant directement sur la cellule
- Enregistrer / Quitter la session de mise à jour
Modifier plusieurs valeurs.
- Clic droit sur l’en-tête du champ
- Les Calculs s’appliquent seulement à une sélection d’enregistrements ou à tous les enregistrements
- La fonction peut être écrite en VBscript ou Python
Important : comme nous venons de le constater, les valeurs des champs d’un enregistrement ou tous les enregistrements d’une table, peuvent être mises à jour de différentes façons :
- Avec le clavier en saisissant la valeur
- Avec une formule de calcul mathématique permettant de définir la valeur d'un champ en effectuant des calculs simples ainsi que des calculs avancés (ex. calculer la surface, la longueur, le périmètre, etc.)
- En réalisant des scripts à l'aide de Python ou VBScript
Python est le langage de script conseillé pour ArcGIS
Python permet l’accès aux fonctions de géotraitement, notamment la géométrie d'entité. L'adoption de Python comme langage de script pour ArcGIS offre beaucoup de possibilités en matière de calculs
Manipuler des informations sur la géométrie
- Créer un champ appelé par exemple InfoGeo ou Sélectionner-le s’il existe déjà
- Clic droit sur l’en-tête du champ → option Calculer la géométrie :
- Choisissez :
- le type d’information sur la géométrie (centroïde, périmètre ou longueur, surface)
- si les résultats seront dans le système d’unités du bloc de données ou celui des données
- l’unité
Jointure de deux tables
Qu’est ce qu’une jointure ?
La jointure ou appariement (Join en Anglais) est l'opération permettant d’associer plusieurs tables ayant un champ de contenu commun en une nouvelle table qui peut ne pas être du même nom.
Jointure de deux tables sur un champ de valeur commune.
Le choix des champs se fait dans le paramétrage de l’opération
Paramétrage de l’opération de jointure :
Ex. Choix des champs de jointure
Exportation du résultat d’une jointure :
Données / Exporter des données du menu contextuel de la couche.
Jointure spatiale à explorer ultérieurement
Mise en relation de deux tables
La mise en relation définit une relation entre deux tables.
Les données associées ne sont pas annexées à la table attributaire de la couche, comme dans le cas d'une jointure, mais sont accessibles lorsque vous utilisez les attributs de la couche.
Les deux tables sont reliées par une relation (1,N)
Partie 2 : Mise en œuvre d’une carte thématique
Définition
Une carte thématique est conçue pour fournir des informations relatives à un thème particulier (sujet précis). Elle peut concerner tout phénomène localisable de toute nature, qualitatif ou quantitatif, tels que : la population, l’épidémiologie, la géologie, la pluviosité, etc.
Tâche à réaliser : Élaboration d’une carte thématique de la distribution démographique (distribution de la population) en Algérie.
Le thème ou le sujet de la carte est : distribution démographique en Algérie
Cette tâche est organisée en sous-tâches comme suit :
- Disposer de la donnée géographique concernant le découpage administratif de l’Algérie organisé en deux ou trois couches : Wilayas /Daïras /Communes (à télécharger)
- Disposer du dernier recensement de la population par wilaya et/ ou par commune, ce type de statistiques sont souvent représentés dans des fichier Excel. On propose de le télécharger à partir du site de l’Office National des Statistiques (ONS)
- Relier la donnée géographique à la donnée thématique
- Ouvrir une session de mise à jour dans l’application ArcMap
- Visualiser les couches concernées
- Appliquer la symbologie adéquate (ex.couleurs graduées, par diagramme)
- Insérer l’orientation, l’échelle, la légende
Méthodologie :
Préparation des données
Dans cette étape, les données géographiques (sémantiques et géométriques) doivent être préparées et sauvegardées sous format acceptable et manipulable dans l’outil SIG (ex. Fichier de forme).
Préparation des données sémantiques
On suppose qu’on dispose d’un fichier Excel qui contient entre autre le nom des wilayas et la population : population.xls
Il faut noter que beaucoup de données utilisées pour alimenter les bases de données géographiques notamment la donnée sémantique, sont des tables Excel (on y trouve parfois des coordonnées géométriques sous formes de points).
Pour être transférées dans ArcGIS, les tables Excel doivent être présentées conformément aux critères suivants :
- La première ligne dans la feuille Excel doit correspondre aux noms de colonnes de la table car ArcGIS les utilisera comme noms de colonne dans la table attributaire
- Cette ligne ne doit pas contenir d’espace ou de signes comme les tirets, etc.
- Le début des noms de colonnes doit commencer par une lettre alphabétique et non des chiffres
Une fois ces conditions sont réunies il faut :
- Ouvrir une session ArcMap
- Menu fichier → Ajouter des Données → sélectionner la donnée
- Ou bien via l’icône de la barre d’outils
- On peut également glisser le fichier directement à partir de l’arborescence du catalogue
Comme illustré dans la figure suivante (figure suivante). On peut accéder aux propriétés du fichier pour le renommer par exemple : Clic droit → propriétés
Importer un fichier Excel dans ArcMap (bloc de données actif)
Préparation des données géographiques
Nous avons besoin du découpage Administratif (niveau wilayas/commune)
Une fois nous avons récupéré le fichier de forme .shp relatif au découpage administratif de l’Algérie et le fichier Excel relatif au recensement de la population, il faut les relier pour fournir l’information géographique nécessaire à la mise en œuvre de la carte thématique : Distribution de la population d’Algérie.
Données géographiques relatives au thème « Distribution de la population d’Algérie »
Comment procéder pour relier les données sémantiques aux données géométriques ?
Une jointure (wilaya) doté de sa table attributaire et le fichier population.xls sur un attribut commun à définir.
joindre la donnée sémantique et la donnée géométrique
Le résultat de la jointure cette table rassemble les enregistrements des deux tables.
Résultat après suppression de certaines informations
Important : des traitements supplémentaires peuvent être nécessaires afin d’élaborer des données cohérentes et exploitables voir le table précédente après traitement (désactiver certains attributs, supprimer, etc.).
Ajout de la symbologie (choix de la couleur graduée)
On crée 4 classes correspondant aux intervalles suivants : [27 060 , 300 000], [300 000 , 600 000 ],[600 000 , 1 000 000] et [ 1 000 000, 2 600 000
La nouvelle couche peut être sauvegardée (voir jointure et de deux tables) et insérée aux bloc de données actif afin d’y appliquer des traitements.
Création de la carte thématique :
Dans une session de mise en page Insertion du titre, de la légende, l’échelle, l’orientation la carte sera générée Barre de menu → insérer → (titre,légende,etc.)
Générer la carte thématique de la distribution démographique en Algérie est créée et exportée : clik fichier > Exporter carte
Activité d’apprentissage :
- Exploitation des informations acquises pour élaborer une carte thématique de la densité démographique en Algérie.
- On rappelle que : densité = population/surface
- Ajout d’un champ dans la table attributaire de la couche population (résultat de la jointure population/découpage administratif)
- Nettoyer les tables ou en supprimant les champs non nécessaires
- Appliquer les différentes étapes vues dans ce tp pour Élaborer la carte thématique relative à la distribution des malades du COVID-19 en Algérie à une date donnée.
- Définir vos besoins
- Collecter et mettre en forme les données sémantiques et géométriques
- Nettoyer les données
- Effectuer les traitements nécessaires pour générer la carte thématique selon les conventions vues dans ce tp
- Reprendre la procédure de génération de la carte thématique en s’intéressant aux themes suivant :
- Taux de mortalité du COVID-19 (par wilaya)
- Taux de guérison taux de guérison du COVID-19 (par wilaya)
Important :
- Il est recommandé de reprendre le TP avant de se lancer dans l’activité d’apprentissage
- Chaque étape de réalisation doit être commentée et illustrée par des captures d’écran
FAQ
1. Comment créer une couche de points à partir d’un fichier texte dans ArcGIS ?
Pour créer une couche de points à partir d’un fichier texte dans ArcGIS, suivez ces étapes :
- Élaborer un fichier texte contenant les coordonnées des points.
- Ajouter le fichier texte à un document ArcMap en utilisant la barre de menu : Fichier → Ajouter des données.
- Afficher la table attributaire sous le format tabulaire d’ArcGIS en cliquant droit sur la couche et en sélectionnant « Ouvrir ».
- Créer la couche de points en utilisant la barre de menu : Fichier → Ajouter des données → Ajouter des données xy.
2. Comment modifier la structure d’une table dans ArcGIS ?
Pour modifier la structure d’une table dans ArcGIS, vous pouvez :
- Ajouter un champ en cliquant droit sur les options de la table et en définissant les propriétés du champ avant de l’insérer.
- Supprimer un champ en cliquant sur l’en-tête de colonne, en sélectionnant une colonne, puis en cliquant droit sur l’en-tête et en sélectionnant « Supprimer un champ ».
3. Comment réaliser une carte thématique en utilisant ArcGIS ?
Pour réaliser une carte thématique en utilisant ArcGIS, suivez ces étapes :
- Disposer des données géographiques et thématiques nécessaires.
- Relier la donnée géographique à la donnée thématique.
- Ouvrir une session de mise à jour dans ArcMap.
- Visualiser les couches concernées et appliquer la symbologie adéquate.
- Insérer l’orientation, l’échelle, la légende, et générer la carte.