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Systèmes de projection et de coordonnées          Conversion de données vectorielles        Conversion d'image raster                    Un exemple

Nous ne reprenons pas  ici les aspects théoriques et mathématiques des projections  traités par ailleurs sur le Web, par exemple :

• • http://fr.wikipedia.org/wiki/Projection_cartographique (consulter les liens)
  • aide géodésique associée au logiciel Circé 2000 de l'Ign téléchargeable gratuitement :

1. Systèmes de projection et de coordonnées

Nous nous contenterons, à partir de notre expérience,  d'étudier les conséquences pratiques de l'utilisation dans le cadre d'un SIG de tel ou tel type de projection , et nous donnerons quelques exemples de constitution d'une banque de données SIG  géoréférencées dans un même système de projection après  conversion.

Données référencées en coordonnées géographiques  : c'est à dire en degrés ( le plus souvent décimaux) de longitude et latitude   :

• Les données dans le cadre d'un SIG sont représentées, dans ce cas, sur un canevas régulier plat et rectangulaire... finalement comme si latitude et longitude étaient des distances et non des angles.
• Conserver les données dans cette unité est une bonne méthode; en cas d'oubli du système de projection les références en latitude (-90..0..90) ou longitude (-180..0..180) se remarquent d'emblée. (Les autres projections à unité métrique s'observent par des références aux nombres nettement supérieurs). On pourra toujours repartir de ce type de fichier pour une projection plus particulière.
• Mais une telle représentation fausse les distances ( sauf à proximité de l'Equateur) , les surfaces et les angles. Les méridiens restent parallèles et donc équidistants si bien que les zones polaires ne peuvent être représentées correctement .

Données référencées en unités de distance ( le plus souvent métrique)

• A partir de  ce géoréférencement en degrés , on peut  procéder à des transformations (projection)  soit pour une simple visualisation directe à l'écran, soit par constitution d'un nouvel ensemble de fichiers après reprojection .

A  l'échelle mondiale 2 exemples ,

La projection ( cylindrique) Mercator ( dite parfois rectifiée)

• Cette  projection  conserve les angles ( ce qui convenait bien à la Marine), mais elle ne respecte absolument pas les distances sauf au voisinage de l'Equateur : afin de compenser l'étirement des distances Est-Ouest  (par des méridiens devenus parallèles alors qu'ils devraient se rejoindre aux Pôles ) dès que l'on s'éloigne de l'Equateur , les parallèles sont à leur tour de plus en plus distants les uns des autres vers les Pôles.

La projection Robinson

• Elle minimise les distorsions au voisinage de l'Equateur et d'un méridien central; les zones polaires subissent moins de déformations, mais celles-ci sont encore bien réelles.

A l'échelle régionale ( exemple de l'Europe occidentale) ,2 systèmes de projection à privilégier :

Dans le cadre d'une étude régionale, on peut privilégier deux types de projection qui respectent les angles et en même temps les distances proches

• soit d'un axe méridien central (UTM) qu'il faudra préciser ,
• soit d'un ou deux parallèles dits standard qu'il faudra également préciser ( Lambert conforme conique).

Ces projections ne peuvent représenter donc l'ensemble de la planète... néanmoins leur système peut par changement d'axe central ou de parallèles standard être adapté à chaque région de la planète ( cf notion de fuseaux de 60 fuseaux de 6° chacun pour la projection UTM) appelée parfois transverse Mercator ( le cylindre théorique de projection au lieu d'être au contact de l'Equateur, sera tour à tour au contact de chaque méridien choisi comme axe central...)

2. Comment convertir les données vectorielles d'un système à l'autre:

• La plupart des SIG permettent cette conversion, mais certains projections particulières peuvent être ignorées, notamment les sytèmes nationaux comme pour la France, le Lambert II étendu; néanmoins ces logiciels doivent permettre l'entrée des paramètres spécifiques.
• Pour ma part je  ne dispose  que d'Arcview 3.1 qui peut être amélioré, pour la gestion des systèmes de projection nationaux comme Lambert II étendu, par l'intégration d'un petit module disponible sur le site Esri France : http://support.esrifrance.fr/Documents/ArcView3/Doc_old/projection.htm.
• Les données de GPS peuvent être généralement converties directement ou par le logiciel associé. A défaut je conseille le logiciel libre GPS utility téléchargeable à l'adresse suivante : http://www.gpsu.co.uk/download.html.
• Logiciel Circé de l'IGN pour la France : http://www.ign.fr/rubrique.asp?rbr_id=1700&lng_id=FR
• Aucun visualiseur ( ou viewer),en général gratuit,  ne réalise ces conversions; elles doivent donc avoir été réalisées au préalable , ce qui oblige de fait à disposer d'un outil plus professionnel, et freine l'utilisation dans l'enseignement, car il est rare pour le moment d'avoir accès à tout un ensemble cohérent et complet de données géoréférencées dans un même système de projection.
• J'utilise beaucoup Tatukgis Editor mais ce logiciel , en attendant la sortie de sa version 2.0, ne dispose pas encore de cette fonctionnalité

H

3. )La conversion d'une d'image raster d'un système de projection à l'autre

Personnellement je ne dispose d'aucun logiciel SIG suffisamment moderne et performant pour réaliser sans problème les conversions d'image raster, néanmoins j'ai pu utiliser avec plus ou moins de succès les utilitaires suivants :

• On peut télécharger gratuitement le logiciel Viewfinder de la société Erdas : http://www.gis.leica-geosystems.com/LGISub2x288x0.aspx ; suivre alors les discussions autour des transformations d'images raster dans le cadre du forum sig http://www.forumsig.org/archive/index.php/t-175.html.
  • Mais ce logiciel ne parvient pas à décoder toutes les informations relatives aux projections, dans des fichiers qui pourtant les contiennent :cf les fichiers mrsid de Landsat 7 diffusés par la Nasa
  • en revanche je l'ai testé avec succès sur des images Landsat au format Geo Tiff du Kansas, diffusées par le site SIG de l'Etat :
    • http://www.kansasgis.org/
    •  Geo data base
• On peut également utiliser l'utilitaire Gdalwarp de la société Digital Grove http://www.digitalgrove.net/image_reprojection.htm; lorsque Gdalwarp crée un Geo Tiff celui-ci est lu avec toutes ses informations par Erdas Viewfinder
  • liste des projections et leurs codes pour fichiers batch de Gdalwarp  http://www.remotesensing.org/geotiff/proj_list/
    • pour une conversion depuis le site modis postérieur à avril 2003 en utilisant le world file, et avec le logiciel gdalwarp
    • FICHIER Batch à créer
      • c:\geo\dgwarp\bin\gdalwarp -s_srs "+proj=latlong +datum=WGS84" -t_srs "+proj=lcc +lat_1=45.89892 +lat_2=47.69601 +lat_0=46.800 +lon_0=2.33723 +x_0=600000 +y_0=2200000 +datum=clarke1880" -wo JGW=YES -co INTERLEAVE=PIXEL -co TFW=YES -of GTiff c:\geo\france\bretagne250.jpg c:\geo\france\br250_lb2.tif
        • indiquer le chemin réel où se trouve le logiciel Gdalwarp
        • -s_srs = projection du fichier d'origine et ses paramètres
        • -t_srs = projection du fichier de destination et ses paramètres , i.e. ici lambert conformal conique (lcc), les deux parallèles standard, la latitude centrale, le méridien d'origine, et les constantes en X et Y spécifiques; l'ensemble ici définit la projection officielle française Lambert 2 étendu
        • -wo = existence d'un fichier de référencement JGW d'origine
        • paramètres suivants = caractéristiques du fichier de destination
        • et en final les noms des fichiers d'origine et de destination
        • ... si si ça marche... bon courage.

4. un exemple d'application avec conversion préalable des données :

•  Réalisation d'une carte du trafic routier dans l'agglomération d'Atlanta.