Le modèle vectoriel et le modèle raster

Un SIG représente le monde réel selon deux modes numériques distincts, le vecteur et le raster, chacun adapté à un type de phénomène et à une famille d'analyses. Ce chapitre décrit les primitives du modèle vectoriel, la structuration en couches, puis le fonctionnement du modèle raster — un couple de notions systématiquement testé aux examens.

1. Deux modes numériques de représentation

D'un point de vue numérique, il existe deux façons de coder l'information géographique. Le mode maillé ou raster décrit la surface selon un balayage ligne par ligne, chaque ligne étant composée de pixels : mathématiquement, c'est une matrice de valeurs. Le mode vecteur décrit chaque objet par un ou plusieurs points successifs composant sa forme, chaque point étant localisé par ses coordonnées et relié au suivant par un segment. Le choix entre les deux dépend de la nature du phénomène étudié et du traitement envisagé.

2. Le modèle vectoriel : primitives géométriques

Le modèle vectoriel s'appuie sur trois primitives géométriques. L'objet ponctuel est associé à un seul jeu de coordonnées (un puits, un clocher). L'objet linéaire est représenté par une suite ordonnée de points reliés par des segments, formant une ligne brisée qui traduit un phénomène linéaire (une route, un cours d'eau, une faille). L'objet surfacique (ou polygone) est délimité par une ligne qui se referme sur elle-même ; il est compris comme l'intérieur de son périmètre (une parcelle, un lac, une formation géologique). Chaque objet vectoriel porte ses propres coordonnées précises, ce qui rend ce modèle particulièrement adapté aux mesures exactes de distance, de périmètre ou de surface.

3. Couches informatiques et intégration des données

Dans un SIG vectoriel, l'information est distribuée par thème dans une série de couches (layers) superposables : une couche « routes », une couche « parcelles », une couche « hydrographie ». Chaque objet d'une couche est relié à sa table attributaire, dans laquelle les informations descriptives sont stockées de façon organisée et peuvent faire l'objet d'opérations logiques ou mathématiques via un langage d'interrogation comme le SQL. Cette liaison entre géométrie et attributs, gérée par une véritable base de données, est ce qui distingue fondamentalement un SIG d'un simple logiciel de dessin vectoriel.

4. Le modèle raster : matrice et résolution

Le modèle raster organise l'espace en une couche matricielle de cellules régulières (pixels), chacune portant une valeur unique représentant une classe ou une mesure (occupation du sol, altitude, réflectance). La résolution du raster correspond à la taille au sol d'un pixel : plus elle est fine, plus le raster est volumineux mais précis. Les objets homogènes forment des zones, regroupées en classes lors de la classification. Ce modèle convient particulièrement aux phénomènes continus (relief, température, images satellites) et aux traitements algébriques rapides entre couches (algèbre de cartes).

5. Avantages et limites comparés

Le modèle vectoriel offre une précision géométrique élevée, un poids de fichier généralement plus faible pour des objets discrets, et une gestion fine de la topologie ; il est en revanche moins adapté à la représentation de phénomènes continus. Le modèle raster excelle pour l'analyse spatiale continue, l'intégration d'images de télédétection et les calculs cellule par cellule, mais il perd en précision géométrique aux bords des objets et peut devenir très volumineux à haute résolution. De nombreux SIG modernes permettent de convertir une couche d'un modèle à l'autre (rastérisation, vectorisation) selon le besoin de l'analyse.