Outils pour l'analyse spatiale : images satellites ou systèmes d'information géographique - Maxicours

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Outils pour l'analyse spatiale : images satellites ou systèmes d'information géographique

Si les toutes premières cartes, tracées sur des fragments de papyrus ou de terre cuite, se bornaient à figurer l’espace connu autour du lieu de vie, la conquête de l’espace et l’utilisation de satellites perfectionnés donnent aujourd’hui à la géographie de nouveaux outils de relevés et d’analyses à l’échelle du globe, interprétés et traités informatiquement par des systèmes d’information géographique (SIG).
1. Des images satellites pour mieux comprendre le monde
a. L'aventure spatiale
La course à l’espace a débuté après la Seconde Guerre mondiale, dans le contexte de la Guerre froide, grâce à l’émulation que provoquait la concurrence entre Américains et Soviétiques. Le premier satellite artificiel, Spoutnik, fut ainsi lancé par l’URSS en 1957.

Doc.1. Le satellite Spoutnik

Aujourd’hui, des lanceurs américains, russes, européens ou asiatiques ont mis en orbite des satellites artificiels de plus en plus nombreux. On en dénombre aujourd’hui près de 2 500 en fonction ou hors service qui gravitent autour de la Terre. La France dispose ainsi de ses propres satellites lancés depuis la base spatiale de Kourou en Guyane.
b. Des images nouvelles
Tous les satellites ne servent pas à l’observation de la Terre, mais nombreux sont ceux équipés de radars, récepteurs ou capteurs. Des programmes de géolocalisation se sont en effet développés depuis la fin des années 1970, comme le GPS (Global Positioning System) américain lancé en 1978 afin d’améliorer la navigation dans les airs, sur terre et sur mer. Le programme SPOT (Système pour l’observation de la Terre), lancé également en 1978, devait quant à lui fournir des images de la planète, permettant un bouleversement de l’information géographique.

Les images prises proviennent ainsi de capteurs qui mesurent le champ électromagnétique émis par les différentes composantes de notre planète. La résolution (de l’ordre du millimètre) de ces capteurs ou le spectre d’observation (infrarouge, rayons X, ultraviolet, optique) dépendent alors des usages souhaités. Ces informations sont ensuite envoyées à des stations terrestres qui, à l’aide de systèmes d’informations géographiques (SIG), les interprètent et les retranscrivent graphiquement sur des cartes par exemple.
c. Des utilisations variées
La diversité des capteurs et des spectres utilisés permet une multitude d’usages géographiques. Les images satellites donnent ainsi la possibilité d’observer, de comprendre ou même de prévoir, notamment le climat, mais aussi de rechercher ou de prospecter. Ils peuvent ainsi servir à l’exploitation de ressources ou à la gestion de risques naturels, mais aussi à l’actualisation des données cartographiques, notamment des fonds marins.
Enfin, ces images sont aussi largement utilisées à des fins militaires d’observation, de surveillance ou d’action en temps de conflits, pour assurer la sécurité des civils ou des militaires lors de leurs opérations.
2. Des systèmes d'information géographique (SIG) pour gérer les territoires
a. Définition et fonctionnement
Les systèmes d’information géographique (SIG) sont des outils informatiques qui permettent de représenter, d’analyser et de gérer l’espace géographique à différentes échelles à partir des informations transmises par satellites. Ils rassemblent, dans un outil unique, un système de gestion de base de données et un logiciel de cartographie assistée par ordinateur. Ils facilitent les opérations de superposition, de comparaison et de simulation de données sur un espace.

Les informations transmises (que ce soit des données graphiques, comme une ligne pour une route, ou non graphiques, comme la population ou la nature d’un bâtiment par exemple) forment des couches superposables géo-référencées, c’est-à-dire calées à partir de leurs coordonnées géographiques (longitude, latitude, altitude). Par simple requête, le SIG pourra ainsi mettre en relation telle ou telle donnée d’origine même diverse (topographique, satellitale, aérienne).
Apparus à la fin des années 1960, ces outils dynamiques de croisement d’informations ont aujourd’hui une place importante dans notre vie quotidienne tant leur utilisation s’est répandue, notamment depuis la banalisation de l’informatique dans les années 1980.
b. Une utilisation quotidienne
Dans notre société de l’information et de l’échange instantané, les SIG ont envahi notre vie quotidienne. En proposant désormais des représentations cartographiques multicouches ou en 3D, sur des thèmes infinis, les SIG transforment les possibilités d’interprétation et de simulation. Ils répondent ainsi à un besoin grandissant de la population en informations géographiques : gestion et suivi du trafic, localisation GPS, géomarketing, tourisme.

La cartographie sur Internet connaît aussi une forte évolution avec la proposition par de nombreux sites d’itinéraires ou de globes virtuels, tel Google Earth lancé en 2004 en profitant de la diffusion d’images satellites libres de droit.
Bien plus, l’utilisation des SIG se fait également à des fins de gestion et d’aménagement du territoire, à l’échelle des collectivités ou de régions du monde, se transformant ainsi en outil d’évaluation et de diagnostic du territoire : prévision de zones à risques, simulation de catastrophes, gestion des terrains constructibles et de l’étalement urbain, anticipation des évolutions des territoires… La constitution d’importantes bases de données mises en réseau permet aussi de servir de support à beaucoup d’autres sciences comme par exemple l’histoire (reconstitution d’espace disparus) ou l’écologie par exemple (impacts environnementaux…). En France, le site Géoportail permet ainsi à chacun de consulter librement le cadastre de sa commune ainsi qu'un grand nombre d'informations liées (cartes IGN, routes, cartes historiques, forestières, du relief, des bâtiments ou des limites administratives, d'état-major...).
c. Des limites malgré tout
Si l’informatique a offert de nouveaux outils à la géographie, les SIG présentent tout de même des limites, au premier rang desquelles figurent les limites techniques.
L’insertion progressive de la 3D et le multi-couche ont augmenté le champ des possibles et le croisement de multiples données, mais à condition que celles-ci soient vérifiées et régulièrement actualisées. Bien plus, il n’est souvent possible de croiser que 3 ou 4 types d’informations sous peine de rendre une carte illisible.
Même en disposant de données fiables, les SIG peuvent également faire l’objet de manipulations politiques afin de défendre un projet d’aménagement, de s’approprier un territoire ou même à des fins commerciales. Une prise de recul est donc tout de même nécessaire dans l’utilisation et l’accès de ces informations géographiques.
L'essentiel
La conquête de l’espace et l’observation de la Terre depuis le ciel grâce aux satellites ont bouleversé notre approche géographique et nos modes de représentations cartographiques. Grâce aux images satellites et au croisement d’informations diverses avec n’importe quel site géoréférencé, l’information géographique s’est étendue non seulement au monde entier, mais est en plus devenue quasi instantanée et accessible à tous, par le biais des SIG, qui ont pénétré notre vie quotidienne (portables, ordinateurs…).

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