Avant de manipuler un SIG, il faut comprendre la nature même de l'objet qu'il traite : l'information géographique. Ce chapitre détaille ses composantes, ses trois formes de représentation, puis s'attarde sur l'image numérique — définition, résolution, poids et formats — un support essentiel en télédétection comme en cartographie numérique.
1. Définir l'information géographique
L'information géographique (ou donnée spatiale) est la représentation d'un objet ou d'un phénomène réel, localisé dans l'espace à un moment donné, quelle qu'en soit l'échelle. Elle décrit des objets, des phénomènes, des êtres vivants ou des sociétés dès lors qu'ils sont reliés à un territoire : une parcelle cadastrale, une route, une rivière, une commune. Cette information se divise en deux grandes entités : l'information spatiale, représentée par des objets graphiques (points, lignes, polygones) et l'information attributaire ou descriptive (statistiques, données alphanumériques telles que la pente, le type de sol ou le couvert végétal), organisée en table attributaire.
2. Les trois composantes de l'information géographique
On distingue classiquement trois niveaux. Le niveau sémantique décrit la nature et l'aspect d'un objet (ses attributs : nom, numéro, type). Le niveau géométrique exprime la forme et la localisation de l'objet dans un système de coordonnées explicite. Le niveau topologique décrit les relations spatiales entre objets — contiguïté entre deux communes, inclusion d'une parcelle dans une commune, adjacence entre tronçons d'un réseau. La combinaison de ces trois niveaux distingue un SIG d'un simple logiciel de dessin, incapable de gérer la topologie.
3. Les trois formes de représentation
L'information géographique se représente de trois façons complémentaires. L'image (photographie aérienne, image satellite) montre une multitude d'objets sans révéler directement leurs attributs. La carte situe les objets et les phénomènes dans un repère général et homogène, combinant données géométriques et sémantiques. Le texte ou fichier littéral porte surtout des données sémantiques, structurées en champs numériques ou alphanumériques. Un SIG cherche précisément à lier ces trois formes : l'image et la carte pour la géométrie, le texte pour les attributs.
4. L'image numérique : définition et résolution
Une image numérique est une matrice de valeurs, chaque case appelée pixel (contraction de picture element) portant une valeur de couleur ou d'intensité. La résolution d'une image numérique désigne la taille du plus petit détail que l'image peut restituer au sol ou sur l'objet observé : plus le pixel couvre une petite surface, plus la résolution est fine. Il ne faut pas confondre la résolution avec la définition de l'image, qui est simplement le nombre total de pixels (largeur × hauteur) composant l'image, indépendamment de la surface réellement représentée.
Ces deux notions et la taille (dimension physique de la zone couverte) sont liées : pour une même définition, une résolution plus fine correspond à une plus petite taille de zone couverte, et inversement. Le poids d'une image numérique (sa taille en octets) dépend directement de sa définition, de sa profondeur de codage (nombre de bits par pixel) et du mode colorimétrique utilisé ; il peut être réduit par des algorithmes de compression.
5. Modes colorimétriques et formats de compression
Les modes colorimétriques les plus courants sont le mode binaire (noir et blanc), le mode en niveaux de gris, et les modes couleur tels que le RVB (rouge, vert, bleu — additif, utilisé à l'écran) ou le CMJN (cyan, magenta, jaune, noir — soustractif, utilisé à l'impression). Les formats de compression se répartissent en deux familles : la compression sans perte (par exemple TIFF), qui conserve toute l'information d'origine et convient aux données scientifiques, et la compression avec perte (par exemple JPEG), qui réduit fortement le poids du fichier au prix d'une dégradation de l'image, acceptable pour la visualisation courante mais à éviter pour l'analyse quantitative des données de télédétection.
Plus petite surface au sol représentée par un pixel ; plus elle est petite, plus l'image restitue de détails.
Plus petite unité d'une image numérique, portant une valeur de couleur ou d'intensité ; l'ensemble des pixels forme une matrice.
Table qui associe à chaque objet géographique ses données descriptives (attributs) non spatiales.
| Forme | Contenu dominant | Exemple |
|---|---|---|
| Image | Données géométriques (forme, dimensions, localisation) | Photo aérienne, image satellite |
| Carte | Données géométriques et sémantiques combinées | Carte topographique, carte thématique |
| Texte / fichier littéral | Données sémantiques (attributs) | Table attributaire, fichier d'abonnés |
Les trois formes de représentation de l'information géographique
- Information géographique = information spatiale (objets graphiques) + information attributaire (table attributaire).
- Trois composantes : sémantique (attributs), géométrique (forme, position), topologique (relations entre objets).
- Trois formes de représentation, complémentaires : image, carte, texte.
- Résolution (détail restitué au sol) ≠ définition (nombre total de pixels) ≠ taille (surface couverte).
- Compression sans perte (TIFF) pour l'analyse scientifique vs compression avec perte (JPEG) pour la visualisation courante.
Un piège classique consiste à confondre résolution et définition d'une image : sois capable de définir chacune avec précision et d'expliquer leur relation avec la taille de la zone couverte. Les examens demandent aussi de citer les trois composantes de l'information géographique et de justifier pourquoi la topologie distingue un SIG d'un logiciel de dessin.