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Tutoriel pour le SIG: système d'information géographique QGIS 3.4

mis à jour le 16/09/2019


vignetteQGIS34.png

Le logiciel de SIG QGIS permet de mener à bien des activités très diverses en SVT et en Géographie. Ce tutoriel pour la version 3.4 est à l'usage des professeurs. Il décrit des manipulations de préparation de séquences et celles qui sont réalisables en classe par les élèves.

mots clés : QGIS, SIG, tutoriel, GPS, géoréférencement


Document sans titre

Après les tutoriels pour QGIS 1.6 "Copiapo" , 1.8 "Lisboa" , 2.2 "Valmiera" et celui pour la version 2.8 "Wien" voici la celui pour le version 3.4 de ce logiciel en open source qui s'enrichit au fils des années de nouvelles fonctions. Le site de QGIS annonce que cette version sera maintenue à long terme, ce qui évite de modifier trop souvent les postes de travail.

Depuis 2004 la rubrique SVT de l'espace pédagogique de l'Académie de Nantes présente des exemples d'utilisations pédagogiques des Systèmes d'Information Géographique basés sur le logiciel fGIS ou sur Mapwindow. Désormais tous les travaux sur SIG utilisent QGIS mais fGIS et son tutoriel et le tutoriel Mapwindow sont toujours disponibles dans cette rubrique.

Le SIG QGIS est presque entièrement traduit en français mais l'aide en ligne est en anglais et concerne surtout les développeurs. Un "manuel utilisateur" très complet est disponible en ligne sur le site de QGIS. Ce manuel est une excellente référence pour les utilisateurs habitués aux SIG mais il est peu accessible aux néophytes. Pour le niveau "technicien supérieur" le site "sigea" de l'enseignement agricole met en ligne des fiches techniques rédigées par Fabien Guerreiro. Le présent travail est plutôt destiné aux enseignants de lycées généraux désirant mettre en oeuvre QGIS avec leurs classes en Histoire Géographie ou Sciences de la vie et de la Terre. Il viendra compléter les fiches techniques présentes sur le site de l'IFE (QGIS 1.5). Dans la pratique de classe ces fiches techniques seront peu utilisables car la version 3.4 de QGIS a été fortement rénovée par rapport aux précédentes. C'est ainsi que la quasi-totalité des boutons a été changée depuis la version 2 "Dufour". D'autre part la plupart des extensions autrefois optionnelles qu'il fallait installer sont maintenant incluses dans le logiciel lors de l'installation initiale.

Les présentes fiches, classées par tâche, décrivent les fonctions essentielles utilisables en milieu scolaire. Il ne s'agit pas de descriptions de séquences pédagogiques ni d'une fiche technique mais d'une base de connaissances permettant de construire des activités en utilisant ce logiciel. Certaines fiches sont plutôt destinées à la préparation de matériel pour les séquences pédagogiques, d'autres seront utilisables directement par les élèves. La frontière entre des deux types est cependant floue car des travaux d'équipe en autonomie peuvent faire appel à des fonctions avancées. Les documents correspondent à des travaux déjà réalisés dans les différents projets impliquant les SIG au lycée Jean Perrin de Rezé de 2004 à 2011 et dans le cadre de la Mission de Lutte contre le Décrochage Scolaire rattachée au lycée Louis-Jacques Goussier entre 2012 et 2015.

Installation du logiciel et mise en forme d'un projet
Télécharger et installer QGIS 3.4 "Madeira"
Configurer le logiciel et gérer les extensions
Créer un nouveau projet, charger un projet existant, sauvegarder le projet courant
Définir les caractéristiques d'un projet
Utiliser la projection à la volée
Utiliser des données "raster"
Afficher et paramétrer l'affichage des images numériques "Raster"

Utiliser des données WMS
Utiliser les données Open layers, google et bing
Mesurer rapidement des distances et des surfaces
Traiter une image raster monocanal
Utiliser des données vectorielles
Créer et afficher des fichiers de points
Créer et afficher des fichiers de lignes
Créer et afficher des fichiers de polygones
Utiliser des données WFS
Importer des données à partir d'un GPS
Calculer des longueurs et des surfaces
Afficher les informations sur une entité
Ajouter manuellement et calculer des données attributaires
Afficher des statistiques élémentaires
Utiliser la fonction multimédia pour afficher des documents associés à des entités
Associer une base de données à une table de données attributaires
Discrétiser en utilisant des valeurs de données attributaires
Utiliser et afficher des graphiques sur une couche vectorielle
Faire une sélection en utilisant les valeurs de données attributaires
Copie et utilisation de sélections comme nouvelle couche d'informations
Déterminer les contours d'une zone de proximité
Faire une sélection spatiale
Utiliser des fonctions avancées pour modifier des entités polygonales (découpage, trous, fusion, etc.)
Les modèles numériques de terrain
Utiliser un modèle numérique de terrain
Fusionner ou découper une partie dans une image raster ou un mnt
Fabriquer un fichier de contours
Utiliser l'ombrage
Afficher les données de pentes
Importer et exporter des données dans QGIS
Géoréférencer et orthorectifier des documents graphiques
Exporter des documents graphiques géoréférencés
Editer et imprimer des documents graphiques

Télécharger et installer QGIS 3.4"Madeira"

Le logiciel est téléchargeable sur le site de QGIS.

https://www.qgis.org/fr/site/

Après avoir suivi le lien "Download" les options sont nombreuses. Le plus simple est de choisir l'installateur indépendant correspondant au système d'exploitation de l'ordinateur. On peut noter que ce logiciel est multiplateforme ce qui permettra de l'utiliser avec une grande variété de systèmes d'exploitation.

Pour Windows, il faut faire spécialement attention au système (32 ou 64 bits).

 

Le fichier installateur place le logiciel par défaut dans le dossier "program files" et un raccourci baptisé Quantum GIS Desktop 3.4.1 est placée dans un dossier sur le bureau.

Le programme est maintenant prêt à être exécuté. Selon le matériel utilisé le démarrage du logiciel peut prendre plusieurs minutes.

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Configurer le logiciel et gérer les extensions

Le logiciel QGIS présente des panneaux, des fenêtres, des menus et des barres d'outils très fournies. En faisant un clic droit sur une barre d'outils en dehors d'un outil on accède à la possibilité de modifier ces affichages. Les premières cases à cocher correspondent à des panneaux situés par défaut à gauche de la fenêtre de visualisation principale. Pour un usage courant, nous n'aurons besoin que de l'affichage des couches. On peut aussi activer "Explorateur" pour pourvoir rechercher des données.

Les cases à cocher de la partie inférieure déterminent l'affichage des séries de boutons dans les barres d'outils. On peut à tout moment modifier cette liste et déplacer les différentes barres d'outils dans l'espace de travail.

Comme beaucoup de logiciels SIG, QGIS incorpore des extensions qui ajoutent de nouvelles fonctions dans le logiciel. Selon la version téléchargée elles sont actives ou non lors de l'installation. Pour ajouter ou enlever des extensions, utiliser "Extension/Gestionnaire d'extensions" et cocher les fonctions désirées selon les besoins.

Cette version étant très complète, il y aura peu d'extensions à installer mais en cas de nécessité il faudra faire des recherches dans les listes proposées dans la boîte de dialogue "Gestionnaire d'extensions". Cela sera signalé au cas par cas. Il n'est pas conseillé d'enlever des extensions alors qu'un travail sur un projet est en cours. En ajouter ne pose pas de problèmes.

Dans le cadre de ce tutoriel, il sera nécessaire d'installer le géoréférenceur GDAL et l'extension HCMGIS.

Il faut faire la distinction entre installation et activation d'une extension. Ces deux manoeuvres successives sont nécessaires pour la voir apparaître dans les menus et barres d'outils.

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Créer un nouveau projet, charger un projet existant, sauvegarder le projet courant

Dans un SIG, un projet est un ensemble de documents définis, assemblés et affichés en fonction des objectifs de l'étude.

Par défaut le logiciel s'ouvre avec un projet vide. Le menu "Projet" permet de gérer les projets.

Lors de la création d'un nouveau projet, le travail peut donc commencer directement. Il suffit d'enregistrer le projet sous un nouveau nom dans un dossier spécifique. Le fichier créé porte l'extension .qgz qui est spécifique de QGIS 3. Le logiciel reste cependant capable de lire et d'écrire l'ancien format avec l'extension .qgs.

Pour ouvrir un projet existant, utiliser la commande "Ouvrir". A noter la commande "Ouvrir un projet récent" qui permet d'accéder aux derniers projets sans rechercher dans l'arborisation des dossiers.

Tout au long du travail, il faudra veiller à enregistrer régulièrement le projet pour le sauvegarder.

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Définir les caractéristiques d'un projet

QGIS permet de paramétrer à priori le projet en ce qui concerne l'ellipsoïde et le système de projection utilisé. Ce réglage est indispensable pour utiliser certaines fonctions de mesures. Il faut disposer de ces informations en se renseignant sur les couches d'informations employées. Il est aussi très important de déterminer le mode d'enregistrement du chemin pour les éléments du projet.

La commande "Projet/Propriétés.." ouvre une boîte de configuration.

L'onglet "Général" permet de nommer le projet et de fixer les unités de mesure employées dans le projet.

L'enregistrement du chemin est une étape cruciale pour les travaux scolaires. Si ce chemin est relatif, il suffira de copier le dossier et les sous dossiers sans en changer la structure sur les ordinateurs des élèves. Si le chemin est absolu, il faut avoir exactement la même configuration sur toutes les machines pour obtenir un résultat.

Dans l'onglet "SCR" il faut choisir le système de projection du projet. Pour cela il faut utiliser la liste déroulante en bas de la boîte de dialogue. Il s'agit ici du réglage pour le système Lambert 93 qui s'applique aux données numériques commercialisées par l'IGN depuis mars 2009 pour la métropole. Pour les projections "Lambert" utilisés par l'IGN en métropole et en Corse, les systèmes sont listés dans les "systèmes de coordonnées projetées" dans le sous-dossier "Lambert conformal conic"

La recherche du système de coordonnées peut être très fastidieuse car la liste des systèmes est longue. En haut de la boîte de dialogue une liste des systèmes utilisés récemment permet de ne pas refaire les recherches.

Pour projeter "à la volée" des données enregistrées dans d'autres systèmes de référence comme les coordonnées GPS, il est important de cocher la case "Activer la projection à la volée".

Les autres onglets ne doivent pas être modifiés sauf si des besoins spécifiques se font jour.

Il faut ensuite valider ces choix.

QGIS permet de paramétrer à priori le projet en ce qui concerne l'ellipsoïde et le système de projection utilisé. Ce réglage est indispensable pour utiliser certaines fonctions de mesures. Il faut disposer de ces informations en se renseignant sur les couches d'informations employées. Il est aussi très important de déterminer le mode d'enregistrement du chemin pour les éléments du projet.

Pour que les outils de mesure fonctionnent correctement, il faut vérifier dans "Préférences" que les "Options" sont bien réglées.

L'unité de mesure doit être le mètre.

Toujours dans les options, pour que les nouvelles couches créées le soient dans le bon système de coordonnées, il faut cliquer sur l'onglet "SCR" et choisir conformément à l'image ci-dessous. Cocher "Demander le SCR" conduit à l'ouverture d'une boîte de choix chaque fois que l'on ajoute un nouveau document au projet. C'est une sécurité même si cela est un peu fastidieux.

Une fois le projet enregistré ces configurations seront conservées. Comme on le voit, la configuration d'un projet est une tâche que l'on ne peut pas demander aux élèves sauf dans des cas spéciaux (MPS, TPE). Il est donc recommandé de construire les fichiers de projets à l'avance même si ceux-ci sont vides de toute couche d'information. Lors du démarrage d'une activité utilisant QGIS les élèves ouvrent ce projet avant de commencer à travailler.

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Utiliser la projection à la volée

Avec cette nouvelle version de QGIS il n'est pas possible de désactiver la projection à la volée qui est installée par défaut. Lors de l'addition de certaines couches d'informations le système peut demander le SCR. Il faut donc avoir cette information avant le commencer ce travail.

Pour éviter cela, la première précaution est de n'utiliser que des fichiers géoréférencés dans le même système. Si ce n'est pas le cas différents utilitaires peuvent être utilisés.

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Afficher et paramétrer l'affichage des images numériques "Raster"

Ce bouton permet de choisir l'image à afficher.

Le gestionnaire de sources permet de choisir le jeu de données à afficher. Une fois le fichier sélectionné il faut cliquer sur "Ajouter"

Dans certains cas et pour certains formats de fichier le système demande dans quel système de coordonnées de référence l'image est ou doit être projetée.

Si une couche est géoréférencée dans un système de coordonnées (SCR) différent de celui du projet, une boîte de dialogue permet de spécifier ce SCR (ici la photo aérienne est géoréférencée en Lambert II étendu alors que le projet l'est en Lambert 93.

L'image apparaît dans la fenêtre de droite tandis que la fenêtre "couches" affiche l'identité et la superposition des images.

Ici la photo aérienne de 1952 est au-dessus des données Google.

Comme souvent dans les logiciels de SIG, la fenêtre principale n'est pas pourvue "d'ascenseurs" Il faut utiliser les boutons de cette barre d'outils pour régler l'affichage.

La case à cocher permet d'afficher l'image ou non. Un clic droit permet d'accéder à un menu contextuel présentant les principales fonctions de manipulation des couches. C'est la succession des images dans le menu "couche" qui règle la superposition des images.

Un clic droit sur un endroit vide de la fenêtre de couches permet de créer un ou des groupes.

On fera ensuite glisser les couches dans les groupes ce qui permet de gouverner la visibilité de l'ensemble du groupe plutôt que de cocher les couches les unes après les autres.

Il est parfois nécessaire de régler des paramètres d'affichage. Un double clic sur la ligne désignant la couche d'information permet d'afficher ses propriétés.

Dans l'onglet "Symbologie", l'amélioration de contraste doit être réglée sur "Pas d'amélioration" pour une rapidité maximum. Ce choix peut être retenu par défaut.

Si l'image possède des coins noirs dus à l'absence de données (cas des images orthorectifiées à partir de numérisations par exemple), il est possible de rendre transparentes ces zones sans données. Dans l'onglet "Transparence" des propriétés de la couche, choisir "Bande de transparence" et utiliser l'outil pour sélectionner par un clic la couleur à rendre transparente sur l'affichage. La liste des pixels transparents est augmentée d'une ligne.

Utiliser le bouton "Appliquer" pour tester le résultat puis le bouton "OK" pour le valider.

Les zones noires ont disparu de l'affichage.

Pour un réglage de la transparence de toute la couche, utiliser le curseur de "Opacité globale". Ci-dessous les éléments du Scan25 apparaissent au-dessus de la BDOrtho2004 car la transparence globale est réglée sur 50 %.

Pour changer l'échelle d'affichage, il suffit de changer la valeur dans la case en bas à droite de l'écran puis de valider.

Pour insérer une grille, une barre d'échelle, une flèche de Nord ou une étiquette de copyright il faut utiliser la commande "Vue/Décorations" et régler ensuite les paramètres d'insertion.

Voici le réglage nécessaire pour afficher une grille kilométrique sachant que l'unité du projet est le mètre.

Il est possible aussi de mettre des annotations sur la grille.

La boîte de dialogue permet de rendre l'échelle visible.

Afficher une flèche de Nord ou une rose des vents nécessite l'utilisation de la boîte de paramétrage.

 

Ces images sont issues d'un travail de seconde sur l'évolution de la biodiversité sous l'action de l'homme.

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Utiliser des données WMS

Les données WMS sont des données "raster" disponibles sur des serveurs "Internet". QGIS est un "client WMS" car il peut gérer la connexion au serveur et l'affichage des données.

http://www.geolittoral.developpement-durable.gouv.fr/spip.php?page=sommaire

Nous travaillerons ici sur des données du serveur "geolittoral". La première chose à faire est de repérer l'adresse du serveur WMS. Elle est ensuite copiée dans le presse-papier.

De retour dans QGIS le bouton ou la commande "Couches/Ajouter une couche WMS" permet d'accéder à une boite de dialogue WMS/WFS.

 

 

Le bouton nouveau permet de paramétrer la nouvelle connexion. Il faut au minimum donner un nom et coller l'URL copiée auparavant.

Certains serveurs ne fonctionnent qu'avec un identifiant et un mot de passe mais ce n'est pas le cas de geolittoral. Il faut ensuite valider.

De retour dans la boîte "Ajoute le(s)...", Un clic sur le bouton "Connexion" permet de lister les documents disponibles. Ici c'est la couche d'information "Mers_Ocean" qui est retenue dans le format JPEG.

Le système de coordonnées de référence est laissé en l'état car la projection à la volée est activée dans le projet.

Après avoir cliqué sur "Ajouter". La couche s'affiche dans la liste mais elle masque toutes les autres car elle n'est pas transparente. Une des solutions consiste à la déplacer vers le bas pour laisser apparaître les autres.

La projection à la volée permet de bien situer les documents précédents par rapport aux zones marines.

Le projet peut être enregistré mais lors de sa réouverture la couche WMS ne s'affichera que si l'ordinateur est correctement connecté à "Internet".

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Utiliser les données Open layers, google et bing

L'utilisation des données "Open layers" nécessite l'installation d'un plugin qui n'est pas installé dans la livraison initiale.

La commande "Extension/Installer/Gérer les extensions" ouvre une boîte de choix où il faut sélectionner "Toutes" et vérifier que l'extension "HCMGIS" est présente.

Si ce n'est pas le cas il faut cocher la case correspondante et terminer la manoeuvre en cliquant sur :

L'extension "HCMGIS" est maintenant installée et fonctionnelle puisqu'elle apparaît cochée dans l'onglet "Installées"

Le menu "HCMGIS" est ajoutée dans la barre de menu. Il permet de choisir le service que l'on veut parmi les différents serveurs utilisant le format "Openlayers".

Pour ajouter par exemple une couche d'image satellite comme celles de Google Earth ou de Google maps, il suffit d'utiliser la commande "HCMGIS/BaseMap/Google satellite".

Bien entendu cette adjonction n'est possible et visible que si l'ordinateur est connecté à Internet avec un débit suffisant.

La couche "Google Satellite" est ajoutée à la liste.

La projection à la volée garantit la géolocalisation de couches géoréférencées dans d'autres systèmes. Les différents milieux présents au port Lavigne sont originellement géoréférencés en Lambert 2 étendu.

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Mesurer rapidement des distances et des surfaces

Ces mesures ne fonctionnent correctement que si les caractéristiques du projet ont été préalablement définies.

Le bouton ci-contre permet de développer un menu présentant les trois outils de mesure. Il faut cliquer sur le petit triangle noir pour développer le menu.

La mesure d'une longueur se fait par "clics" successifs. Les longueurs des tronçons et de la totalité s'affichent dans l'unité choisie.

Un clic droit permet de stopper une mesure pour en commencer une autre.

 

 

La mesure d'une surface fait appel aux mêmes principes.

Une mesure d'angle se fait par trois clics successifs. Le second est le sommet de l'angle.

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Traiter une image raster monocanal

Une image monocanal est généralement utilisée pour les grandeurs physico-chimiques qui ne correspondent pas à une image dans le visible. Elle se prête facilement à une activité de seuillage.

L'Ifremer met à la disposition sur le serveur "Sextant" des images raster monocanal concernant la teneur en chlorophylle de l'eau de mer suivie mois par mois. Ces données sont utiles pour comprendre les localisations des parcs de conchyliculture le long du littoral.

L'image est chargée dans un nouveau projet mais son affichage par défaut ne permet pas de faire une étude de la quantité de chlorophylle.

L'utilisation du pointeur d'information permet de constater que les pixels terrestres sont codés -99, que les pixels mixtes sont codés -999 et que les étendues marines présentent des valeurs comprises entre 0 et 20 (mg de chlorophylle par m3)

En affichant les propriétés de la couche on peut déterminer complètement la façon d'afficher la concentration en chlorophylle.

Dans l'onglet "Style" il faut choisir le rendu par bande de type "Pseudo couleur à bande unique", la bande 1 et l'interpolation de type "discret".

Dans "Générer une nouvelle palette de couleur" le type de palette (ici YlGn), le mode "intervalles égaux" et le nombre de classes souhaitées. Un clic sur le bouton "Classer" génère les classes et leurs limites dans la boîte de droite.

Pour figurer la terre ferme la couleur de la première classe est changée en cliquant dessus. On fixe la limite supérieure de classe à -1. Pour les autres classes les limites seront fixées de 2 en 2. L'édition de ces limites et des étiquettes se fait en double cliquant sur la valeur à modifier.

Le bouton "Appliquer" permet de prévisualiser le résultat. La validation l'affiche et un clic sur le petit + en face de la couche traitée affiche sa légende.

On voit que les zones littorales sont nettement plus riches en chlorophylle a que les eaux situées au large.

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Créer et afficher des fichiers de points

Si le fichier de points existe déjà, il suffit de le choisir avec l'icône :

Il s'agit ici du fichier ETABLISSEMENT.shp de la BDCarto de l'IGN que l'on trouve en parcourant l'arborescence des dossiers avec le bouton .

Ne rien changer dans le cadre "Type de source".

Le collège le plus proche du terrain est montré ici par un cercle bleu.

NB : le fichier de l'IGN est assez incomplet et certains établissements sont ignorés.

L'affichage peut être paramétré comme expliqué plus loin.

Pour créer un nouveau fichier de points :

Cette icône permet de créer un fichier au format .shp qui est le format le plus courant pour les fichiers vectoriels.

La boîte de dialogue de nouvelle couche permet de choisir le nom et le point de stockage des fichiers avec le bouton , le type - ici "Point" - et le système de coordonnées en utilisant le bouton . Par défaut un champ "id" est créé.

Il est possible de créer dès cette étape les champs de la table de données attributaires. Pour cet exemple on s'est contenté de créer dans "Nouveau champ" un champ "nom" du type texte (string) et de largeur 80. Cet attribut (7 caractères max. sans aucun caractère spécial ou accentué) est ensuite "Ajouté à la liste d'attributs".

La validation permet alors de choisir l'emplacement et le nom de cette nouvelle couche d'information.

Le nom de la couche apparaît dans la fenêtre de gauche.

Pour créer les points il faut demander le passage en mode édition avec ce bouton : puis choisir l'outil "Points"

 

Le pointeur prend la forme d'un viseur et il est possible de s'aider de la fenêtre de coordonnées en bas à droite de l'écran pour guider le positionnement avec les valeurs issues d'un GPS par exemple.

Un clic provoque l'affichage d'une fenêtre qui demande de saisir les valeurs associées à ce point dans les champs de la base de données attributaire. Cette saisie n'est pas obligatoire et dans ce cas c'est la valeur "NULL" qui est enregistrée.

Valider pour positionner le point et recommencer pour chacun des points suivants.

Cette icône permet de sauvegarder le travail.

Celle-ci permet de sortir du mode édition. Il faut alors choisir de sauver ou non les données enregistrées.

Pour modifier l'apparence des points, un double clic sur la ligne désignant la couche affiche les propriétés de la couche. L'onglet "Style"permet un grand nombre de choix.

Les options de remplissage et de bordure déterminent l'aspect des points.

L'onglet "Etiquettes" permet d'afficher le contenu de l'un des champs de données attributaires.

Ici c'est le champ "nom" qui a été choisi.

Le placement et la décoration sont aussi paramétrables. Utiliser l'ascenseur pour découvrir tous les choix possibles.

Le "Placement" permet de décentrer l'étiquette et le "Tampon d'étiquette" produit un détourage dans une couleur à choisir.

"Apply" permet de faire un aperçu, "OK" valide les choix.

En cas d'erreur de tracer il faut sélectionner la couche concernée dans la liste de gauche. Elle apparaît alors sur un fond gris ou bleu foncé.

Le développement de l'outil de sélection en cliquant sur le petit triangle noir permet de choisir le mode de sélection. Les entités sélectionnées apparaissent en jaune.

Si l'on désire sélectionner plusieurs entités disjointes il faut maintenir enfoncée la touche <Ctrl> du clavier pendant la sélection.

Pour les modifier, il faut passer en mode "Edition" avec le crayon jaune.

Les différents outils de cette barre deviennent alors actifs. L'outil de noeuds n'est pas utilisable sur les entités ponctuelles. Pour terminer le travail il faut sauvegarder puis sortir du mode "Edition" en re-cliquant sur le crayon jaune.

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Créer et afficher des fichiers de lignes

Si le fichier de lignes existe déjà, il suffit de le choisir avec l'icône :

Trouver le fichier dans l'arborescence en utilisant ce bouton :

 

 

Il s'agit ici du fichier LIMITE_ADMINISTRATIVE de la BDCarto de l'IGN. La zone du port Lavigne étudiée ici est à la jonction de quatre communes.

L'affichage peut être paramétré comme expliqué plus loin.

Pour créer une nouvelle couche de ligne :

Cette icône permet de créer un fichier au format .shp qui est le format le plus courant pour les fichiers vectoriels.

La boîte de dialogue de nouvelle couche permet de choisir le type - ici "ligne" - et de fixer le Système de coordonnées de référence. Il faut éventuellement construire les champs de la table de données attributaires.

Après avoir créé le "Nouvel attribut", il ne faut pas oublier de l'ajouter à la liste d'attributs.

Après la validation de la boîte précédente il faut nommer le fichier et l'enregistrer dans le dossier désiré.

 

 

Pour créer les lignes il faut demander le passage en mode édition avec ce bouton. :

Choisir l'outil "lignes"

Le tracé est créé par des clics successifs. Un clic droit termine le tracé d'une entité.

Le logiciel demande alors le remplissage de la table d'attributs.

Pour continuer à tracer des entités, il faut reprendre l'outil "ligne".

Cette icône permet de sauvegarder le travail, celle-ci de sortir du mode édition. Pour modifier l'apparence des lignes, un double clic sur la ligne désignant la couche affiche les propriétés de la couche.

L'onglet "Style" permet de faire des choix de forme de taille et de couleur.

L'onglet "Etiquettes" permet d'afficher le contenu de l'un des champs de données attributaires. Cela ne fonctionne que si la case "Afficher les étiquettes" est cochée.

Ici c'est le champ "nom" qui a été choisi.

Le choix de "Auto" pour l'angle "pose" le texte sur le tracé.

Le placement et la décoration sont aussi paramétrables. Utiliser l'ascenseur pour découvrir tous les choix possibles.

"Appliquer" permet de faire un aperçu, "OK" valide les choix. L'affichage ci-contre résulte des choix fait précédemment.

 

En cas d'erreur il faut sélectionner la couche concernée dans la liste de gauche.

Le développement de l'outil de sélection en cliquant sur le petit triangle noir permet de choisir le mode de sélection. Les entités sélectionnées apparaissent en jaune.

Si l'on désire sélectionner plusieurs entités disjointes il faut maintenir la touche <Ctrl> du clavier enfoncée pendant la sélection.

L'utilisation du bouton d'édition

rend actifs tous les outils de modification sur les entités sélectionnées.

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Créer et afficher des fichiers de polygones

Si le fichier de polygones existe déjà, il suffit de le choisir avec l'icône :

Trouver le fichier dans l'arborescence en utilisant ce bouton :

Il s'agit ici du fichier COMMUNE.SHP de la BDCarto de l'IGN dans la zone du port Lavigne étudiée avec la classe.

Pour modifier l'apparence des polygones, un double clic sur la ligne désignant la couche affiche ses propriétés.

L'onglet "Style" permet de faire des choix de transparence, de forme, de taille et de couleur.

L'onglet "Etiquettes" permet d'afficher le contenu de l'un des champs de données attributaires. Il faut d'abord cocher la case "Afficher les étiquettes".

Ici c'est le champ NOM_COMM qui a été choisi.

Le "Placement" permet de décentrer l'étiquette et le "Tampon d'étiquette" produit un détourage dans une couleur à choisir.

"Appliquer" permet de faire un aperçu, "OK" valide les choix. L'affichage ci-contre résulte des choix fait précédemment.

S'il s'agit de créer une nouvelle couche d'information, cette icône permet de créer un fichier au format .shp qui est le format le plus courant pour les fichiers vectoriels.

La boîte de dialogue de nouvelle couche permet de choisir le type - ici "Polygone" - et de construire les champs de la table de données attributaires. Pour cet exemple on a créé un champ "surface" de type nombre décimal avec 2 chiffres après la virgule. Après avoir créé le "Nouvel attribut", il ne faut pas oublier de "l'Ajouter à la liste d'attributs".

L'utilisation de ce bouton :permet de choisir l'emplacement et le nom du fichier à créer.

Pour créer les polygones il faut demander le passage en mode édition avec ce bouton :

Choisir l'outil "polygone"

Le tracé est créé par des clics successifs. Un clic droit termine le tracé d'une entité.

Le logiciel demande alors le remplissage de la table d'attribut pour le champ "surface". Comme il sera rempli ultérieurement par la mise en oeuvre de la calculatrice, il n'est pas nécessaire de remplir ce champ.

Pour continuer à tracer des entités, il faut reprendre l'outil "polygone".

Cette icône permet de sauvegarder le travail, celle-ci de sortir du mode édition.

Le développement de l'outil de sélection en cliquant sur le petit triangle noir permet de choisir le mode de sélection. Les entités sélectionnées apparaissent en jaune.

Si l'on désire sélectionner plusieurs entités disjointes il faut maintenir la touche <Ctrl> du clavier enfoncée pendant la sélection.

En cas d'erreur, placer le fichier sur le dessus de la pile et le sélectionner.


L'utilisation du bouton d'édition rend actifs tous les outils de modification sur les entités sélectionnées.

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Utiliser des données WFS

Les données WFS sont des données vectorielles en ligne et QGIS est un "client WFS" c'est à dire qu'il est capable de les télécharger et de les afficher. Dans un travail sur l'ostréiculture, ce sont les données du serveur GéoLittoral qui seront utilisées

http://www.geolittoral.developpement-durable.gouv.fr/spip.php?page=sommaire

Nous travaillerons ici sur des données du serveur "geolittoral". La première chose à faire est de repérer l'adresse du serveur WMS. Elle est ensuite copiée dans le presse-papier.

 

Ce bouton donne accès à l'interface du client.

Un clic sur "Nouveau" permet de saisir l'adresse du serveur précédemment copiée pour créer une nouvelle connexion. Pour geolittoral, un nom d'utilisateur et un mot de passe ne sont pas nécessaires.

Choisir ensuite le service geolittoral dans la liste déroulante et cliquer sur "Connexion".

La liste des données disponibles s'affiche et permet de choisir la couche à afficher. Par défaut toutes les données sont sélectionnées mais seule la première de la liste sera affichée. Il faut donc renouveler l'opération plusieurs fois.

Pour le travail en cours nous avons sélectionné et affichés les ouvrages littoraux et le trait de côte naturel en même temps que deux fichiers shp téléchargés sur les serveurs de l'Etat.

Il est clair que la zone intertidale abrite toutes les cultures marines sur le littoral atlantique et que les espaces en question sont restreints.

A chaque nouvelle ouverture du projet la connexion WFS sera réactivée et les couches WFS s'afficheront si l'ordinateur est connecté.

Il peut être intéressant de faire une copie locale du fichier en utilisant la commande "sauvegarder sous..." du menu contextuel.

 

 

 

Il sera alors possible de renommer la couche d'information et de changer son système de coordonnées de références.

Il faut ensuite afficher les fichiers shp enregistrés à la place des données WFS.

On perdra cependant le bénéfice de la mise à jour automatique des données par le serveur distant.

Ce travail sur les espaces favorables à la conchyliculture est disponible dans cette rubrique.

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Importer des données à partir d'un GPS

La plupart des GPS de randonnée comporte maintenant une connexion à un ordinateur qui permet d'échanger des fichiers. Il est impossible d'étudier tous les cas de figure possibles et nous utilisons la procédure la plus courante qui consiste à incorporer les données à partir d'un fichier au format .gpx produit par le récepteur ou une conversion avec GPSU de données d'un autre format et recopié sur le disque dur de l'ordinateur dans un dossier spécifique. Ce travail relève plus de la préparation par le professeur que des tâches exécutées par les élèves sauf dans certains cas (TPE, MPS).

QGIS considère les fichiers gpx comme des données vectorielles. On utilisera donc ce bouton pour ouvrir la boîte dialogue qui permet de choisir le fichier.

Il faut alors choisir le fichier avec le bouton et cliquer sur ajouter.

La boite de dialogue suivante permet de choisir le type de données à afficher. Il s'agit ici des "Waypoints".

 

 

 

Il faut ensuite cliquer sur "OK".

Dès la validation, une nouvelle couche par type d'entité retenue s'affiche. Chacune est correctement positionnée en raison de la reprojection à la volée.

Les points peuvent être pourvus d'étiquettes comme décrit plus haut en utilisant les propriétés de la couche.

Les données de la couche GPS restent dans le système de coordonnées natif WGS84. Pour la fabrication à partir de ce fichier gpx d'un véritable .shp projeté dans le système de coordonnées du projet on utilisera simplement l'enregistrement de la couche avec un nouveau nom et il sera alors possible de choisir le système de coordonnées.

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Calculer des longueurs de lignes et des surfaces de polygones

Ces manipulations ne doivent pas être confondues avec les mesures rapides de distances qui font l'objet d'une description plus haut. Il s'agit maintenant d'obtenir des mesures concernant des entités existantes dans une couche d'informations vectorielles de type shapefile comme celles qui ont été tracées précédemment. La couche à étudier doit être sélectionnée. On utilise alors le bouton "Ouvrir la table d'attributs"

Cette table ne comporte pour l'instant que deux colonnes. Pour ajouter et renseigner une nouvelle colonne, il faut passer en mode édition avec ce bouton :

puis utiliser la calculatrice de champs :

Il faut cocher la case "Créer un nouveau champ", le nommer en respectant les conventions Dbase (10 caractères, pas d'espaces ni de caractères spéciaux), donner le type "Nombre décimal", la longueur et la précision. Pour programmer le calcul développer l'item "Géométrie" de la liste des fonctions et double cliquer sur "$length". L'expression s'affiche dans la fenêtre de gauche. Valider pour observer le résultat.

 

Il faut ensuite terminer l'édition par ce bouton :

et sauver le résultat du calcul.

Pour une surface la démarche est quasiment la même mais il s'agit cette fois de remplir un champ existant qui n'a pas été renseigné lors de la création de l'entité.

"Ouvrir la table d'attributs" .

Il faut passer en mode édition avec ce bouton :

puis utiliser la calculatrice de champs :

Cocher la case "Champ de mise à jour existant" et choisir le champ "surface" Ce champ doit posséder les bonnes caractéristiques (Type "texte" interdit). Il faut développer l'item "Géométrie" de la liste de fonction et choisir "$area" par un double clic. La validation puis la sauvegarde entraînent l'affichage des valeurs dans la table.

 

 

Il s'agit ici de m² puisque le mètre est l'unité choisie pour le projet. Ne pas oublier de valider, de terminer l'édition et de sauver le résultat.

 

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Afficher les informations sur une entité

Les données attributaires sont des données numériques ou alphabétiques attachées aux entités d'une couche d'informations. Il a été montré précédemment comment incorporer des champs de données attributaires lors de la création des fichiers vectoriels.

La couche d'informations que l'on désire interroger doit être sélectionnée.

Le bouton "Information" change la forme du pointeur et permet d'afficher les caractéristiques d'une entité en cliquant dessus.

 

On voit ici les informations de la BDCarto de l'IGN sur la commune de Bouguenais. Attention, le passage en mode édition permet de modifier ces valeurs. Il convient donc de l'éviter pour ménager l'intégrité des fichiers.

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Ajouter manuellement et calculer des données attributaires

Des champs peuvent être ajoutés et leur valeurs calculées ou saisies après la création des fichiers.

Dans le cas de l'étude des milieux estuariens nous souhaitons ajouter un champ qui contient la surface des entités en hectare.

La couche d'informations doit être sélectionnée.

Le bouton permet d'ouvrir la table de données attributaires.

On voit que le champ surface contient une valeur en m².

Le passage en mode édition permet de mettre en oeuvre la calculatrice

Le nouveau champ "hectares" est créé, il est du type décimal avec deux chiffres après la virgule. Dans l'arbre de la liste de fonction, développer l'item "Champs et valeurs" et faire un double clic sur "surface" pour l'incorporer dans l'expression. En utilisant les différents boutons et le clavier l'expression est construite.

Il suffit alors de valider pour créer le nouveau champ et son contenu. Lors de la fermeture du mode édition, valider assure la sauvegarde du travail.

Lors de la sortie sur le terrain en première S l'âge géologique des terrains a été relevé pour chaque station. L'objectif est d'afficher cet âge en regard de chaque station. La couche d'information est créée et doit être mise en surbrillance.

Le bouton d'édition est activé :

Ce bouton permet d'afficher la table de données attributaires.

Ce bouton permet de paramétrer un nouveau champ de données attributaires.

Le champ "age" sera du type texte et contiendra 9 caractères. Le clic sur OK valide sa création.

Il est prudent, avant d'aller plus loin, de sauvegarder en sortant du mode édition.

Il faut ensuite repasser en mode édition pour saisir les informations.

Le bouton "information" change la forme du pointeur et permet d'afficher les caractéristiques d'une entité en cliquant dessus.

 

Le développement des différents items en cliquant sur "+" permet dans la catégorie "Actions" d'éditer le formulaire de l'entité.

Le champ "age" est alors renseigné en fonction des notes prises sur le terrain. Ne pas oublier de sortir du mode édition et de sauvegarder le travail.

Ces nouvelles valeurs sont ensuite affichées avec l'éditeur d'étiquettes comme indiqué plus haut.

Ce travail a été réalisé dans le cadre de l'exploitation d'une sortie géologique avec des premières S.

 

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Afficher des statistiques élémentaires

Lors d'un travail sur la reforestation en moyenne montagne, une couche d'information vectorielle polygonale a été tracée et un champ "Surface" a été ajouté à la table de données attributaires et calculé en hectares.

La commande "Vecteur/Outils d'analyse/Statistiques basique pour les champs" affiche une boîte de dialogue.

Dans cette boîte il faut choisir la couche concernée par les calculs (ici forets2006), le champ de données attributaires (ici surface) et cliquer sur "Exécuter".

En cochant "Utiliser uniquement les valeurs sélectionnées" les calculs seront restreints aux entités préalablement sélectionnées.

Le visualisateur de résultats permet d'afficher les statistiques.

On voit ici que 103 polygones totalisent 1903,7 hectares avec un moyenne de 18,47 hectares par polygone.

Un fichier au format html reprenant ces valeurs est enregistré dans le dossier "temp" de l'ordinateur :

 

 

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Utiliser la fonction multimédia pour afficher des documents associés à des entités

L'extension eVis doit être rendue active en la cochant dans la boîte de dialogue "Extension".

 

Cette fonction accessible par "base de donnée/eVis/Outil eVis Evenement"

L'objectif de cette manipulation est d'associer un document à une entité vectorielle telle qu'un point, une ligne ou un polygone. Un clic sur cet objet déclenche alors l'affichage d'un fichier dans le logiciel associé à ce type de document. Il peut s'agit d'images fixes, de sons, de vidéo, de pages de texte ou de pages web.

On peut par exemple souhaiter afficher un cliché numérique d'affleurement lorsque l'on clique sur la station géologique correspondante.

La couche d'information concernée doit être affichée et sélectionnée.

La table de données attributaires est alors affichée avec ce bouton :

Le premier travail consiste à ranger les documents dans un dossier spécifique qui se trouve à l'intérieur du dossier contenant le projet :

Cliquer sur le bouton, d'édition et ensuite sur celui qui permet de créer de nouveaux attributs .

Créer l'attribut "photo" de type "texte" avec 20 caractères au moins et l'attribut "angle" de type "nombre entier" avec au moins 3 caractères.

Ces nouveaux champs sont ensuite renseignés avec le nom du fichier du cliché et l'azimut de la prise de vue en degrés. Terminer l'édition en sauvant les données.

 

La commande "base de donné/eVis/Navigateur eVis d'évènement" permet d'afficher un écran de paramétrage.

Dans l'onglet "Option" il faut désigner les attributs qui contiennent le nom du fichier et l'azimut de la prise de vue.

Le chemin relatif est particulièrement important, il permet de simplifier la saisie des adresses en se limitant aux noms de fichiers. Il faut saisir ou recopier le chemin

Il est important de demander au logiciel de se souvenir (sic) des différentes options et de sauver avec le bouton "Enregistrer" la configuration avant de fermer le navigateur d'évènements.

La commande "Base de donné/eVis/Outil eVis Id evenement" ou le bouton correspondant permettent de lancer la consultation.

Il suffit de cliquer sur l'entité alors que la couche concernée est sélectionnée. L'onglet "Affiché" du navigateur d'évènements montre la photo désignée pour chacun des points cliqués.

L'azimut de la prise de vue s'affiche sur la carte sous la forme d'une flèche.

Le navigateur d'évènements permet aussi d'associer des fichiers de textes, des pdf ou des pages internet qui s'afficheront alors de la même façon. Il faut simplement utiliser l'onglet "Configurer les applications externes" du navigateur d'évènements de façon appropriée en recherchant sur le disque le fichier de l'application utilisée.

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Associer une base de données à une table de données attributaires

Les manoeuvres ci-dessous sont assez délicates et relèvent plutôt la préparation de séquence par le professeur, toutefois au cours d'un travail sur l'épidémiologie de la rougeole des élèves de première S ont maîtrisé cette technique en TPE.

Au cours d'un travail sur les sources d'énergies utilisées pour produire de l'électricité, les statistiques de l'EIA ont été téléchargées sous la forme de d'un tableau au format .xls. Elles ont ensuite été converties au format dbf en veillant bien aux formats des différents champs. Les noms des champs ont été inscrits sur la première ligne en respectant les conventions de DBASE (10 caractères maximum, ASCII exclusivement)

Une colonne contenant le code international (FIPS_CODE) a été ajoutée et renseignée manuellement pays par pays.

On dispose d'autre part d'un fichier au format shp donnant la carte du monde appelé ne-50m_admin_0_countries téléchargé sur le site Natural Earth :

Un double clic sur le nom de cette couche permet de voir ses propriétés.

https://www.naturalearthdata.com/downloads/50m-cultural-vectors/50m-admin-0-countries-2/

L'onglet "Champs source" montre que parmi les champs de données attributaires figure le FIPS_10_. Cet attribut va servir de clé primaire pour associer les deux bases de données.

 

Pour conserver intact le fichier original on fera une copie de travail en l'enregistrant sous un autre nom. Un clic droit sur la couche sélectionnée permet de " Exporter/Sauvegarder les entités sous...".

Choisir la destination et le nom du fichier (ici pays_2016.shp).

 

Le nouveau fichier s'affiche au-dessus de l'original qu'il suffit alors de supprimer de l'affichage.

Il peut être pertinent d'éditer la table de données attributaires pour supprimer les champs qui ne serviront pas.

Pour ajouter la table dbf il faut procéder comme pour ajouter un fichier shp : .

On recherchera simplement le fichier dbf dans l'onglet "explorateur" Cette base de données est ajoutée à la liste des couches.

 

Un double clic sur la couche "pays_2016" affiche ses propriétés. Il faut choisir l'onglet "Jointure" puis le signe . Une nouvelle boîte permet de choisir la source de données dbf et les champs qui servent de clé primaire.

Il est important de choisir un préfixe de nom de champ personnalisé pour éviter les noms de champs très long.

La validation ajoute une ligne dans la fenêtre. Il faut valider "OK" pour sauver le résultat.

L'onglet "Champs source" montre que les champs de la base de données ont été ajoutés à ceux du fichier shp d'origine. Il y a de ce fait des doublons mais QGIS offre la possibilité de les supprimer.

Il faut pour cela fermer les propriétés de la couche et ouvrir la table de données attributaires avec le bouton Il faut ensuite passer en mode édition et mettre en surbrillance la ligne à éliminer puis utiliser le bouton suppression .

Il faut ensuite sélectionner dans la liste le ou les attributs à supprimer.

.

Il faut noter que les noms de champs ne peuvent être modifiés qu'en éditant la table dbf en dehors de QGIS.

Le fichier pays_2016 est maintenant modifié. Il est judicieux de le sauvegarder sous un nom plus évocateur.

La section suivante montre comment exploiter ces nouvelles données.

Ce travail a été réalisé pour préparer une séquence pédagogique du programme de seconde sur les sources d'énergie électrique.

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Discrétiser en utilisant des valeurs de données attributaires

La discrétisation est une opération qui consiste à créer des figurés en fonction de valeurs contenues dans la table de données attributaires. Nous avons choisi l'exemple du travail sur les sources d'énergie électrique.

La table de données attributaires pour ce fichier de polygones contient le pourcentage d'énergies renouvelables utilisé en 2009 par pays. On remarque que de nombreux pays ne possèdent pas de valeur pour cette variable (-1 par défaut)

Un double clic sur la ligne dans la liste des couches provoque l'ouverture de la boîte de propriété de la couche.

L'onglet "Symbologie" permet d'opérer des choix

On choisira dans le premier menu déroulant le style "Gradué"

Il faut ensuite choisir dans le menu déroulant "Colonne" la série de données qui servira de base à la discrétisation. Il s'agit ici du pourcentage d'énergie renouvelable utilisée pour l'année 2009

Le choix de "Palette de couleur" est assez grand mais il est toujours possible de créer une nouvelle palette selon les besoins.

Le choix du nombre de classe et du mode sont des points sensibles qui conditionnent fortement la pertinence et la lisibilité de la carte (voir plus loin). Après divers essais ce sont les ruptures naturelles qui sont choisies. Dans le cadre de travaux de recherche (TIPE, TPE et MPS...) un choix pertinent et argumenté est un signe de sérieux.

Une fois le nombre de classes choisi, il faut cliquer sur "Classer" pour afficher les classes, leurs limites et les étiquettes qui sont attachées aux classes. Le bouton "Appliquer" permet de prévisualiser le résultat et de voir qu'il y a confusion entre les pays sans données et ceux qui utilisent très peu les énergies renouvelables.

On peut alors modifier les couleurs, les valeurs et les légendes des classes en double cliquant et en faisant des choix.

Un clic sur "Appliquer" permet de voir la carte résultant de la discrétisation.

 

On testera les différentes méthodes de classement proposées pour voir quelle est la plus pertinente.

La méthode des jolies ruptures nous a paru la plus utilisable dans le cadre scolaire. Elle se rapproche de la méthode des ruptures naturelles en choisissant des bornes simples dont le 0.

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Utiliser et afficher des graphiques sur une couche vectorielle

Pour compléter le travail précédent, il est possible d'afficher pour chaque pays des graphiques représentant les parts respectives des différentes formes d'énergies primaires utilisées pour la production d'électricité. La couche d'information utilisée précédemment est affichée à l'écran. Elle a été discrétisée dans le traitement précédent. Elle est sélectionnée. Ce travail a été réalisé avec une ancienne version basée sur le fichier CNTRY94 de la firme Esri.

Le premier travail consiste à calculer et à afficher les centroïdes de chacun de pays pour centrer les diagrammes. Cela correspond à la création d'une nouvelle couche d'informations ponctuelles important les données de la couche "énergie électrique ". La commande "Vecteur/Outils de géométrie/centroïdes..." permet d'afficher la boîte de paramétrage de cette création.

 

Dans cette boîte il faut choisir dans la liste déroulante la couche qui sert de base au travail. A l'aide du bouton "parcourir", on choisit le nom et l'emplacement du fichier à créer.

Le travail est lancé en cliquant sur "Exécuter".

 

Pour éviter les diagrammes sans signification il faut éliminer de l'affichage les pays qui ne possèdent pas de données. Une requête est accessible par un clic droit et la commande "Filtrer" dans le menu contextuel de la couche en question.

 

La requête est faite de telle sorte que seuls les centroïdes des pays ayant une production électrique par habitant supérieure à 0 seront affichés

Pour le détail de la construction des requêtes on consultera la section suivante.

Un double clic sur la couche en question affiche les propriétés de la couche.

Dans la boîte "propriété de la couche" il faut d'abord choisir l'onglet "Diagramme" et choisir le type "Diagramme en camembert".

Dans l'onglet "taille" pour asservir la taille du camembert à un attribut, décocher "Taille fixe" choisir l'attribut de classification (ici KWH_H09 : KWH par habitant en 09), cliquer sur "Trouver la valeur maximale" et faire l'équivalence de taille en mm (ici 75 mm). Tous les diamètres des diagrammes seront calculés en fonction de ce maximum.

Dans l'onglet "Attributs" il faut choisir le premier attribut à afficher en le sélectionnant dans la liste déroulante, ici le pourcentage d'énergie nucléaire "pcnucl09". Cliquer ensuite sur et choisir une couleur d'affichage en cliquant sur la ligne.

Recommencer pour chacun des attributs souhaités en veillant à ce que leur total soit 100 %.

Les légendes peuvent être changées par un double clic sur la ligne concernée.

L'onglet "Emplacement" permet de régler l'affichage du diagramme.

L'utilisation du bouton "Appliquer" permet de tester le résultat. La validation l'enregistre. On voit ici la très grande diversité des politiques énergétiques européennes.

Attention : L'affichage des camemberts est conditionné par le niveau de zoom pour éviter les chevauchements. C'est le cas ici pour un certain nombre de pays dont les diagrammes n'apparaîtront que pour des niveaux de zoom plus élevés.

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Faire une requête en utilisant les valeurs de données attributaires.

Les élèves travaillant sur les pêcheries dans l'estuaire ont repéré par photo-interprétation de la BDOrtho2004 les installations de pêche au carrelet dans l'estuaire.

En utilisant les données de Corine Land Cover, l'objectif est de montrer que ces installations correspondent à une zone biogéographique précise.

La couche vectorielle Corine land Cover 2000 pour le département 44 est donc chargée et sélectionnée.

L'utilisation du pointeur d'informations

nous apprend que la valeur de l'attribut "code_00" est "423" pour la zone contenant certaines pêcheries.

Le premier travail consiste à faire une sélection. Dans le menu contextuel de la couche (clic droit), il faut choisir "Filtrer"

Dans la boîte de construction de requête Il faut sélectionner le champ à étudier "CODE_00" dans "Champs" puis afficher toutes les valeurs prises par ce champ dans la boite de droite. L'expression est ensuite construite en appelant le nom du champ, l'opérateur like et la valeur désirée. L'expression s'affiche en bas de la boîte de dialogue

 

permet de voir le nombre d'entités correspondant à la demande.

La validation entraîne la sélection de toutes les entités correspondant à la requête. Le code "423" correspond aux "Zones intertidales
"Étendues de vase, de sable ou de rochers généralement sans végétation, comprises entre le niveau des hautes et des basses eaux".

 

L'utilisation de la sélection par valeur permet de mettre en surbrillance les entités nécessaires. Cette sélection qui apparaît en jaune pourra ensuite être exportée pour constituer une nouvelle couche d'information. Cette démarche est décrite ci-dessous.

Travail réalisé par un groupe d'élèves de la classe de seconde "Estuaire".

 

 

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Copie et utilisation de sélections comme nouvelle couche d'information

Il est possible de créer une nouvelle couche d'informations à partir d'entités sélectionnées dans une couche d'informations existante. Toutes les méthodes de sélection sont valides pour cet usage. Il faut donc avoir sélectionné une ou des entités dans une couche d'informations. Un clic droit sur la ligne de la couche d'information concernée permet d'ouvrir le menu contextuel et de choisir " Exporter/Sauvegarder les entités sélectionnées sous...".

Dans la boîte de dialogue ouverte, il faut choisir le format de sortie (ici ESRI Shapefile), l'emplacement et le nom du fichier. Il faut aussi conserver le système de coordonnées de référence (SCR) d'origine. Il faut cocher la case "Ajouter les fichiers sauvegardés à la carte.

 

L'affichage de cette nouvelle couche permet de se rendre compte que toutes les pêcheries répertoriées sont associées à la zone intertidale.

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Déterminer les contours d'une zone de proximité (tampon)

Il s'agit ici de l'installation d'un broyeur de métaux dans la zone portuaire de Cheviré aval qui suscitait l'opposition des habitants du Port Lavigne en Bouguenais. Un fichier shapefile contient le polygone approximatif d'implantation du broyeur.

Cette couche doit être sélectionnée. Il est possible de sélectionner uniquement certaines entités de cette couche en cas de besoin.

La commande "Vecteur/Outils de géotraitement/Tampon(s)" ouvre une boite de dialogue.

 

Il faut alors sélectionner la couche servant à déterminer les contours du tampon, éventuellement en utilisant uniquement les entités sélectionnées auparavant (case à cocher). Il faut ensuite saisir la distance du contour par rapport à l'objet dans l'unité de distance du projet (ici 500 mètres). L'emplacement et le nom du nouveau fichier à créer sont aussi sélectionnés avant de cliquer sur "Exécuter".

 

Une nouvelle couche d'information est ajoutée au SIG.

Il suffit alors de paramétrer son apparence.

Lorsque les objets sélectionnés sont nombreux et/ou complexes, le temps de calcul peut être très long. Il est important de le laisser se terminer avant d'entreprendre le travail suivant.

Cette fonction est aussi utilisable pour déterminer une zone de proximité par rapport à des points ou à des lignes.

 

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Faire une sélection spatiale

La sélection spatiale peut évidemment être faite manuellement selon plusieurs modalités. L'utilisation des touches <maj> et <ctrl> permet des combinaisons de sélection.

 

La sélection peut aussi se faire en utilisant les valeurs de données attributaires.

 

Une autre modalité consiste à utiliser une couche d'information vectorielle pour sélectionner des entités dans une autre couche d'information vectorielle.

La zone de proximité déterminée dans la manoeuvre précédente peut permettre de sélectionner les communes concernées par le risque.

Les couches d'informations concernées doivent être présentes dans le projet et visibles (cochées).

La commande "Traitement/Boîte à outils" ouvre un nouveau panneau sur la droite de l'écran

Il faut chercher la fonction "Sélection par localisation" dans "Sélection par un vecteur".

La couche "COMMUNE" est désignée comme cible alors que la couche "moins de 500 m du broyeur" sert de référence.

 

 

On choisit ici "Intersecte" dans "Où les entités"

 

Créer une nouvelle sélection puis "Exécuter" affiche le résultat

Les entités sélectionnées peuvent alors être exportées comme décrit précédemment.

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Utiliser des fonctions avancées pour tracer des entités polygonales (jonctions, découpage, trous, fusion, etc.)

Construire deux entités jointives :

On dispose d'une couche d'information donnant l'étendue de la prairie xérophile et l'on souhaite que la couche d'information "phragmitaie" soit jointive avec elle lorsque ces deux zones de végétation sont en contact. Il s'agit donc "d'accrocher" les sommets de la nouvelle couche sur certains éléments de la couche préexistante (qui doit être affichée).

La commande "Projet/Options d'accrochage" permet d'ouvrir une boîte de paramétrage.

Il faut choisir "configuration avancée" et cocher les couches sur lesquelles l'accrochage pourra être réalisée. Sélectionner ensuite le type et la tolérance qui correspond à l'intervalle en dessous duquel la capture se réalise. "Eviter les intersection" permet d'éviter les recouvrements. C'est ici très utile car un espace ne peut être occupé par deux milieux différents.

Créer et tracer la nouvelle couche, la capture doit se produire chaque fois que l'intervalle entre le point cliqué et un élément existant est inférieur à la distance demandée. A ce moment le pointeur prend la forme d'une croix rose.

Fusionner deux entités :
En faisant un clic droit sur un emplacement vide de la barre supérieure il est possible d'ajouter la "Barre d'outils de numérisation avancée" qui sera nécessaire pour la suite des opérations.

La fusion est réalisable sur des entités appartenant à des couches différentes ou à la même couche. Elle permet de simplifier la sélection et le transport des entités. Il s'agit ici de faire de deux prairies humides une seule entité.

Cette couche est sélectionnée, passée en mode édition et les entités à fusionner le sont aussi (couleur jaune).

L'outil "fusionner les entités sélectionnées" (ne pas confondre avec "fusionner les attributs" permet d'accéder à une boîte de paramétrage concernant les valeurs des attributs à conserver dans la nouvelle entité. Il faut faire ici le choix de la somme pour les surfaces et les hectares.

La validation termine le processus et faut simplement fermer le mode édition.

Faire un ou des trous dans un polygone.

Ce problème classique des SIG correspond aussi bien aux îles dans les étendues aquatiques qu'aux mares dans les étendues terrestres.

Il existe deux façons de traiter ce problème :

Si le trou est un élément ponctuel n'ayant pas fait l'objet de la fabrication d'un fichier shp, il faut sélectionner la couche à percer et passer en mode édition avec l'outil .

On peut alors utiliser l'outil de découpe et tracer le polygone coïncidant avec les contours du trou. Un clic droit indique la fin du traçage et provoque la modification de l'entité.

Ce bouton permet d'annuler la découpe en cliquant sur un point de son pourtour.

Ne pas oublier de terminer l'édition et d'enregistrer le résultat.

Découper un polygone en plusieurs morceaux

Il s'agit par exemple de connaître l'étendue de la partie de Nantes située au sud du bras de Pirmil.

On dispose du fichier de commune de la BDCarto de l'IGN, il doit être affiché et sélectionné.

Sélectionner l'entité à découper avec les outils de sélection.

Passer en mode édition et utiliser l'outil "séparer les entités" pour tracer un polyligne intersectant au moins deux fois la limite de l'entité. Terminer le tracé par un clic droit à l'extérieur de l'entité à séparer.

Deux nouvelles entités sont créées mais elles héritent toutes les deux des attributs de l'entité originale, ce qui est fâcheux ici puisque les valeurs de surface et de populations sont automatiquement fausses. Certains de ces valeurs devront être recalculées ou saisies.

Sortir du mode édition pour valider et enregistrer le travail.

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Utiliser un modèle numérique de terrain (MNT)

QGIS est capable de lire les fichiers de modèles numériques de terrain au format .asc ou tiff (ceux distribués par l'IGN notamment). Ces fichiers sont considérés comme des fichiers "raster".

Il faut donc utiliser ce bouton et choisir le fichier avant de cliquer sur "Ajouter".

 

La nouvelle couche est affichée mais elle apparaît par défaut en nuances de gris.

Il faut avoir recours aux propriétés de la couche pour changer l'affichage.

Dans l'onglet "Style", il faut choisir "Pseudo- couleur à bande unique".

 

En cliquant sur la boite "Palette de Couleur" il faut choisir une des palettes disponibles. S'agissant de rendre des reliefs, c'est la palette RdYlGn qui a été sélectionnée dans la liste de "Tous les dégradés de couleur"

Toujours par un clic sur la palette sélectionnée on choisit d'inverser la palette de couleur pour obtenir la représentation la plus conventionnelle possible.

Il faut alors cliquer sur "Classer" puis sur "Appliquer" pour vérifier le résultat et le valider en suite.

 

L'image apparaît alors en couleurs différentes selon l'altitude. On a utilisé ici une interpolation linéaire pour avoir une image plus lisible.

La couche étant sélectionnée, pour connaître l'altitude d'un point précis, il faut utiliser le pointeur d'information : .

Ici le pointeur désigne un point à 444 mètres d'altitude.

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Fusionner ou découper une partie dans une image raster ou un mnt

L'application des pseudo couleurs étant relative à l'amplitude de la variation d'altitude de chaque dalle prise séparément, il se produit un effet de "mosaïquage" gênant.

Si l'on désire utiliser plusieurs dalles MNT avec la même échelle de fausses couleurs il faut les fusionner pour former un nouveau fichier. La commande "Raster/Divers/Fusionner" ouvre une boîte de paramétrage.

Dans la boîte de configuration qui s'ouvre il faut d'abord choisir les fichiers à fusionner en cliquant sur .

Il faut ensuite choisir le nom et l'emplacement du fichier de sortie dans la ligne "Fusionné"

Lorsque ce paramétrage est terminé, il suffit de cliquer sur "Exécuter".

Le processus est assez long et se termine par l'affichage de la nouvelle couche que l'on traite de la même façon que précédemment.

L'effet de mosaïque a disparu.

Cette procédure a été utilisée pour créer le matériel nécessaire à un travail sur la reforestation en moyenne montagne.

Le découpage vise au contraire à alléger le travail de l'ordinateur pour ne traiter que la partie utile d'un MNT de grande taille, ce qui est le cas avec les fichiers distribués par l'IGN dans le cadre de la gratuité "Recherche et enseignement" qui couvrent un département entier.

Il s'agit ici d'un travail sur les conséquences de la montée du niveau océanique dans l'estuaire de la Loire.

Le MNT est affiché en fausses couleurs pour faciliter le repérage.

La commande "Raster/Extraction/découper" ouvre une boite de dialogue.

 

On sélectionne d'abord manuellement l'étendue de découpage avec ce bouton :

Il faut choisir le mode et tracer le rectangle dans la fenêtre de visualisation.

Le nom et l'emplacement du fichier "Découpé" sont ensuite choisis avec ce bouton :

 

 

 

 

L'exécution peut prendre un certain temps.

Ces procédures de fusions ou de découpes sont utilisables pour n'importe quel fichier raster. Il faudra cependant veiller à utiliser des formats de sortie et des systèmes de coordonnées de référence pertinents.

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Fabriquer un fichier de contours

Il est possible de produire des contours comme des courbes de niveau à partir des données d'un MNT.

La commande "Raster/extraction/Création de contours" ouvre une boîte de dialogue. Il faut choisir le fichier de départ, l'emplacement et le nom du fichier résultat, l'intervalle entre les courbes de niveau. Il est recommandé de cocher "nom d'attribut" qui affecte son élévation à chacune des courbes de niveau. Le chargement de la carte permet de voir immédiatement le résultat.

En cachant le MNT sous la couche de contours nous voyons ceux-ci s'afficher ici au-dessus de diverses couches concernant le développement des forêts en moyenne montagne.

Il est ensuite possible d'enregistrer les contours comme un fichier vectoriel ordinaire. Toutes les options de filtrages et d'étiquettes peuvent être appliquées.

Ces fichiers sont utilisables dans le cadre d'un travail sur la reforestation en moyenne montagne.

 

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Utiliser l'ombrage

La commande "Raster/analyse de terrain/Ombrage" produit un ombrage dont les paramètres sont réglables. Il faut d'abord choisir le fichier .asc à convertir Le facteur d'exagération, L'orientation du "Soleil" ici 315° comme un soleil couchant d'été est conforme aux usages des cartes imprimées. L'élévation est ici réglée à 45° degrés sur l'horizon.

"Exécuter" lance et affiche le travail dans une couche provisoire appelée "ombrage"

 

La nouvelle couche montre bien l'orientation des vallées et la faille bordière des Monts de la Madeleine. Il est alors possible de l'enregistrer comme un nouveau fichier "Raster".

 

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Afficher les données de pentes

Les données de modèles numériques de terrain peuvent être traités pour extraire des informations sur la valeur de la pente en différents points de la carte. La commande "Raster/Analyse de terrain/Pente" ouvre une boîte de dialogue dédiée à la création d'un nouveau fichier raster.

Il faut choisir le fichier à traiter, le dossier et le nom du fichier à produire, son format et Ajouter un résultat au projet.

Le fichier produit se présente comme un rectangle gris. Il sera ensuite traité en fausses couleurs comme une image monocanal ordinaire.

Ici la répartition des forêts en 2006 dans un commune de moyenne montagne qu'une pente importante est un facteur majeur de reforestation.

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Géoréférencer des documents graphiques

Dans cette version de QGIS l'extension de géoréférencement est présente mais elle n'est pas installée.

Le menu "extension/Gérer les extensions" permet de la cocher dans "Toutes" pour voir apparaître une coche en face de "Géoréférenceur GDAL"dans la liste des extensions installées.

La commande "Géoréférencer" apparaît dans le menu "Raster"

Cet outil ouvre une nouvelle fenêtre appelée "Géoréférencer" qui est pourvue de sa propre barre d'outils.

Deux modalités sont prévues. La première s'applique aux images numérisées dont les coordonnées des points de références (GCP) sont connues. Il peut s'agir en particulier des graticules (petites croix) d'une carte sur papier que l'on a numérisée. Cette image numérisée au format jpg sera placée dans un dossier spécifique.

L'outil permet de choisir et d'afficher l'image à géoréférencer dans la fenêtre du géoréférenceur.

Avant l'affichage de l'image le SCR de l'image à obtenir est sélectionné dans la liste déroulante.

 

On utilise l'outil pour tracer un point sur un des graticules dont on connaît les coordonnées. Cela affiche une fenêtre de saisie où les données sont entrées manuellement en respectant les caractéristiques du projet.

La commande "Vue/Panneaux/Tables des points de contrôle" permet de vérifier l'avancement du travail.

 

Le nombre de points à saisir dépend du type de transformation souhaitée. Pour un document comme une carte déjà projetée comme ici, il faut saisir au moins quatre points avant de passer à l'étape suivante qui consiste à définir les caractéristiques de la transformation souhaitée avec ce bouton :.

 

 

Sélectionner "Thin plate spline" et "Plus proche voisin". Il est possible à ce moment de changer le SCR.

Par défaut le fichier de sortie voit son nom augmenté de "géoref" mais il possible et parfois souhaitable de choisir un autre emplacement et/ou un autre nom.

Par défaut le nouveau fichier sera affiché dans le projet ouvert.

La validation fixe les valeurs choisies mais la transformation ne commence véritablement que lors d'un clic sur le bouton de départ.

La nouvelle couche s'affiche directement dans la zone de carte. Cela permet de vérifier la validité des choix faits.

 

Il faut alors quitter la fenêtre de géoréférencement et valider l'enregistrement des points de contrôle.

Lorsque le document à géoréférencer est un document non projeté comme une carte ou une photo aérienne ancienne, la procédure est un peu différente parce que le calage sera programmé en trouvant les points de contrôle à partir des éléments d'un document de référence (ici la BDOrtho 2006).

Le cliché numérisé à géoréférencer sera placé dans un répertoire spécifique. Il s'agira ici d'une photo aérienne de 1946 distribuée gratuitement par l'IGN en téléchargement.

Le premier travail consiste à afficher dans la fenêtre principale les couches qui serviront au géoréférencement.

Il faut ensuite lancer le géoréférencement avec la commande spécifique :

Charger l'image à géoréférencer avec cet outil :

Si la projection à la volée est activée, le sélectionneur de SCR s'affiche. Il suffit de sélectionner celui qui est désiré pour passer à l'étape suivante.

Cette sélection de SCR sera à nouveau demandée juste avant l'affichage de la couche raster géoréférencée.

Pour travailler plus commodément utiliser la commande "Paramètres/Configurer le géoréférenceur" dans la barre de menu de ce dernier.

Cocher "Afficher la fenêtre de géoréférencement..." pour avoir deux fenêtres superposées. Régler les niveaux de zoom et les déplacements pour avoir deux zones homologues à l'écran avec une définition suffisante.

Dans le géoréférenceur, cliquer sur le premier point de repère (GCP) après avoir sélectionné l'outil :

Une fenêtre de saisie de coordonnées apparaît, il faut alors cliquer sur

et sélectionner le point de référence dans la fenêtre principale. Ses coordonnées s'affichent.

Il suffit de valider pour voir le point de contrôle s'afficher dans les deux documents.

Il faut recommencer ainsi pour de nombreux points bien répartis sur tout le document à géoréférencer. Plus le nombre de points est grand plus la qualité du résultat final sera bonne.

Dans certains milieux comme les zones humides et les forêts, le manque de points de repère fiables peut parfois poser des problèmes.

Les photographies aériennes, surtout lorsqu'elles sont anciennes présentent souvent des distorsions importantes dues à la mauvaise qualité des optiques, c'est pourquoi dans le réglage des paramètres de transformation on préférera les types évolués comme "Polynomiale 2" ou surtout "Thin plate spline" qui recalcule l'image plutôt que d'effectuer des translations/rotations. Le système de coordonnées de référence sera celui du projet affiché dans la fenêtre principale (ici Lambert 93). Employer le 0 pour la transparence permet d'éviter les bordures noires et le chargement dans QGIS affichera la couche géoréférencée par-dessus le reste du projet après la réalisation de la transformation.

NB : Pour les documents en noir et blanc comme les fichiers de cadastres de l'IGN, il faut éviter d'employer le 0 pour la transparence.

Après la validation de ces options, lancer la transformation par la commande :.

On vérifiera la qualité de la transformation en utilisant la transparence.

Ici un fragment de photographie aérienne de 1946 est affiché au-dessus de la BDOrtho2006 de l'IGN sur la commune de Saint Bonnet des Quarts dans la Loire. Ces documents ont permis une étude du phénomène de reforestation en moyenne montagne.

NB : Il est important de sauvegarder le projet avant de fermer la fenêtre "Géoréférencer " car cette fermeture provoque souvent la panne du logiciel après l'enregistrement du fichier de points de géoréférencement.

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Exporter des documents graphiques géoréférencés

Les formats utilisés dans les SIG ne permettent pas une intégration directe dans les documents numériques "textes" ou "multimédia". Il est donc nécessaire de faire une exportation dans un format couramment reconnus par ces éditeurs.

Il faut au préalable régler tous les éléments de l'image à exporter. Cette exportation ne concernera que ce qui est visible à l'écran dans la fenêtre principale.

La commande "Fichier/Importer/Exporter ouvre une boîte de dialogue qui permet de choisir les caractéristiques de l'image à exporter.

 

Selon le format choisi, le fichier d'image sera ou non accompagné d'un fichier de géoréférencement qui est utile si on veut l'utiliser dans un nouveau SIG.

 

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Editer et imprimer des documents graphiques

Le logiciel QGIS intègre un éditeur graphique très performant qui est un logiciel en lui-même. On se contentera ici de décrire les fonctions les plus utiles dans un cadre scolaire. Nos élèves sauront trouver dans les multiples menus les éléments les plus appropriés. La qualité des productions pourra d'ailleurs être facilement évaluée dans le cadre du B2i ou du socle commun de compétences.

Avant de commencer l'édition, il importe de d'ajuster à l'écran l'échelle et l'emprise du document à exporter. Seul ce qui est visible dans la fenêtre de carte sera exporté.

La commande "Fichier/Nouvelle mise en page" ouvre une première fenêtre qui permet de nommer le projet de composition

Après validation la fenêtre d'édition avec sa barre d'outils et les onglets de paramétrage sur la droite apparaissent. On notera en particulier que l'onglet objet a un contenu variable selon le type d'objet sélectionné.

ce bouton permet d'étendre par un "glissé" de souris le contenu de la carte sur la feuille en cours d'édition.

 

Il faut ensuite vérifier dans l'onglet "propriétés de l'objet" que l'échelle est correcte et la changer au besoin dans l'onglet secondaire "carte".

Les cases de la partie "Emprise" permettent d'ajuster les limites de la carte.

Dans l'onglet "Objet", l'onglet secondaire "Grille" permet d'afficher le graticule avec des intervalles paramétrables en modifiant la grille (ici 1000 mètres).

L'affichage des coordonnées est paramétrable.

Ce bouton permet d'implanter une légende.

Il est possible dans les propriétés de choisir les objets qui seront effectivement affichés leur ordre et leurs aspects

Cet outil permet d'implanter une barre d'échelle paramétrable.

Sur cette carte, il est possible d'implanter plusieurs types d'objets comme ci-contre :

Une image,
une flèche,
une étiquette,
ou une forme géométrique.

Tous ces objets sont paramétrables dans l'onglet "Objet" à droite de l'écran de visualisation.

Ces boutons permettent de régler les déplacements, les groupements, les superpositions et les alignements des objets sélectionnés.

L'exportation peut se faire sous forme d'images dans différents formats ou de fichier pdf . Pour imprimer il suffit de choisir l'icône .

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auteur(s) :

François Cordellier

information(s) pédagogique(s)

niveau : Cycle 4, Lycée tous niveaux

type pédagogique : tutoriel, logiciel, didacticiel

public visé : enseignant, élève

contexte d'usage : atelier, classe, laboratoire, salle multimedia, sortie pédagogique

référence aux programmes :

  • Utiliser des logiciels d'acquisition de données, de simulation et de traitement de données.
  • CYCLE 4
Thème 1 - La planète Terre, l'environnement et l'action humaine.
"Identifier les principaux impacts de l'action humaine, bénéfices et risques, à la surface de la planète Terre."
Thème 2 - Le vivant et son évolution
"Dynamique des populations", "biodiversité",
Thème 3 - Corps humain et santé
"Relier la connaissance de processus biologiques aux enjeus liés aux comportements responsables individuels et collectifs en matière de santé"
 
  • LYCEE
Thème 1 La Terre, la vie et l'organisation du vivant
2nde: Biodivesité, résultat et étape de l'évolution
1ère Spé SVT: La dynamique interne de la Terre,

Thème 2 Les enjeux comtemporains de la planète
2nde:Géosciences et dynamique des paysages, Agrosystèmes et développement durable
1ère Spé SVT: l'humanité et les écosystèmes: les services écosystémiques et elur gestion.
Term Spé SVT : Les climats de la Terre:comprendre le passé pour agir aujourd’hui et demain.

Thème 3 Corps humain et santé
2nde: Microorganisme et santé
1ère: Patrimoine  génétique et santé, Variation génétique bactérienne et résistance aux antibiotiques

2nde SNT:
Localisation, cartographie et mobilité,

Enseignement Scientifique: ?

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1 commentaire

  • 1

    De Colineaux
    16/09/2019, 21:29

    Trop ambitieux quelque soit le cycle......???!!!!

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sciences de la vie et de la Terre - Rectorat de l'Académie de Nantes