TD Boulevards hausmanniens › Le SIG QGIS

Légende : Cours TP
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A Présentation

Historique et modèle communautaire

caption Logo de QGIS, également appelé Quantum GIS

Parmi les SIG, QGIS est peut-être le plus facile à prendre en main. Il fût démarré en 2002 par un développeur nommé Gary Sherman pour devenir en 10 ans l’un des SIG les plus utilisés.

Extrait de la documentation officielle de QGIS :

Bienvenue dans le monde merveilleux des Systèmes d’Informations Géographiques (SIG) !

QGIS est un logiciel SIG libre qui a débuté en mai 2002 et s’est établi en tant que projet sur SourceForge en juin 2002. Nous avons travaillé dur pour faire de ce logiciel SIG un choix accessible et viable pour toute personne ayant un ordinateur (qui sont traditionnellement des logiciels propriétaires assez coûteux). QGIS est utilisable sur la majorité des Unix, Mac OS X et Windows. QGIS utilise la bibliothèque logicielle Qt (http://qt.digia.com) et le langage C++, ce qui se traduit par une interface graphique simple et réactive.

QGIS se veut être un logiciel SIG simple à utiliser, fournissant des fonctionnalités courantes. L’objectif initial du projet était de fournir un visionneur de données SIG. QGIS a, depuis, atteint un stade dans son évolution où beaucoup y recourent pour leurs besoins quotidiens. QGIS gère un grand nombre de formats raster et vecteur, avec le support de nouveaux formats facilité par l’architecture basée sur les extensions.

QGIS est distribué sous la licence GNU GPL (General Public License). Ceci signifie que vous pouvez étudier et modifier le code source, tout en ayant la garantie d’avoir accès à un programme SIG non onéreux et librement modifiable. Vous devez avoir reçu une copie complète de la licence avec votre exemplaire de QGIS, que vous pouvez également trouver dans l’Annexe licence GNU General Public License.

B Installation

Téléchargement

Capture de la fenêtre de propriétés systèmes : en base se trouve l’indication : Type du système : Système d’exploitation 32 bits

Pour télécharger QGIS, il faut se rendre sur le site officiel, www.qgis.org , puis sur la page de téléchargement.

QGIS est multi-platforme en fonctionne sur Windows (y compris Windows XP), Mac et Linux, entre autres.

Les versions LTR (Long-term release) sont renouvellées chaque année 4 mois pour les versions normales. La dernière version LTR est donc plus ancienne que la dernière version normale en terme de fonctionnalités, mais a néanmoins reçu toutes les corrections de bugs. C’est donc adapté à ceux qui souhaitent mettre à jour QGIS plus d’une fois par an pour les corrections de bugs mais sans être perturbés par de nouvelles fonctionnalités ou changements.

Entre 32 bits et 64 bits, cela dépend de l’ordinateur mais aussi du système d’exploitation. La plupart des ordinateurs sont en 64 bits mais Windows peut être en mode 32 bits sur des machines plus anciennes. Pour le vérifier, cliquer sur Démarrer puis du bouton droit sur Ordinateur puis Propriétés (ou bien ouvrir les Propriétés du Poste de travail , sous Windows XP.

Téléchargement de l’installateur QGIS

Installation

L’installation est traditionelle, selon la platforme. Sous Windows, l’assistant habituel (Suivant , Suivant , etc.) se déroule.
QGIS peut s’installer dans le répertoire par défaut (C:\Programmes\QGIS ) ou sur un autre emplacement. Le poids occupé est d’environ 1 Go.
L’installateur de QGIS propose d’installer des données d’exemple. Nous préférons utiliser des données sur la France récupérée depuis les sources officielles.

Le logiciel, le projet, les données

Fichier QGIS renommé en .xml et ouvert dans Firefox : on repère dans ce début de fichier des informations générales comme l’étendue cartographique et la projection. Plus bas se trouve la définition des couches. C’est excellent pour comprendre la structure interne du projet !

La logique du projet est commune à de nombreux logiciels. Le projet est le fichier maître et fait référence aux données. Ainsi plusieurs projets peuvent référencer les mêmes données, qui n’ont pas besoin d’être dupliquées. Dans QGIS, il n’est pas rare d’avoir plusieurs couches exploitant la même donnée, mais avec des filtres ou des styles différents.

Un fichier de projet QGIS a l’extension .qgs . Son format est XML mais spécifique à QGIS (XML étant un méta-format), donc de type texte. Il n’a donc rien de cryptique et peut même être ouvert, s’il est renommé en .xml , dans un éditeur texte ou un navigateur web pour voir sa structure hiérarchique (utile pour comprendre, et parfois en cas de problème, pour le bidouiller . Cliquer ici pour voir un exemple .

Le fichier QGIS est léger

En effet, il ne contient pas les données mais seulement :

  • la hiérarchie des couches : propriétés, style et méthode d’accès à la données ;
  • les propriétés du projet (dont la projection d’affichage) ;
  • les composeurs d’impressions (définition des maquettes de document PDF).
Fenêtre Préférences- Options

Préférences utilisateur

On appelle Préférences toutes les options de configuration qui ne sont pas dans le projet , mais sont enregistrées au niveau du comptes utilisateur de l’ordinateur local.

Elles sont donc communes à tous les projets ouverts par la même utilisateur mais ne sont pas transmises à un partenaire auquel on envoie le projet.

Il s’agit de tout ce qui est accessible vla le menu Préférences . Par exemple :

  • la configuration de l’interface QGIS
  • raccourcis clavier
  • options d’accrochage

Comment le projet référence les données

... ou comment ne pas oublier la pièce jointe lors de l’envoi d’un projet aux collaborateurs

Étant donné que les données sont seulement liées au projet, il faut penser à bien les transmettre quand on envoie le fichier projet à un destinataire.

Pour faire simple, on peut faire un ZIP de l’ensemble, comprenant le(s) fichier(s) projet (.QGS ) et les données raster et vecteur.

Pour des envois répétés (versions successives d’un projet), on peut faire l’économie des données déjà transmises : les données les plus lourdes sont celles qui changent le moins, suivant la loi d’inertie. Il faut alors s’entendre sur les chemins relatifs, pour que le projet soit en cohérence avec les données déjà transmises tout autant que les nouvelles données transmises.

Des méthodes d’organisations simples permettent d’éviter les casse-têtes avec les fichiers dans un contexte d’échanges en équipe et de mises-à-jours, à penser en amont du projet. On ne les détaillera pas ici. Le TP précise les chemins attendus.

À l’ouverture d’un projet, si des données ne sont pas retrouvée par QGIS (inexistantes ou pas au chemin attendu), une fenêtre apparaît avec la liste des couches concernées, avec un bouton Parcourir pour retrouver le nouveau chemin de la donnée. Les couches qui ne sont pas ainsi corrigées (par le bouton Parcourir ) sont supprimées du projet quand on clique sur OK .

Fenêtre apparaissant à l’ouverture du projet : ici les couches BDALTI [...] et TRONCON_[...] ne sont pas retrouvées. Ayant ici sélectionné TRONCON_[...] , il suffira de cliquer sur Parcourir pour indiquer le nouveau chemin vers cette donnée.

C Prise en main

Interface, panneaux et barre d’outils

L’interface de QGIS est très personnalisable, suivant la logique assez commune des panneaux et barres d’outils déplaçables au sein de l’interface.

Le panneau Navigateur est commode pour glisser-déposer des fichiers de données vers le panneau des couches. Quand le projet QGIS est enregistré, on a Accueil du projet qui accède directement au répertoire du fichier de projet.
Cliquer sur le menu Affichage puis Barres d’outils ou Panneaux pour successivement afficher ou masquer les éléments souhaités.
Affichage de la couche. La carte est automatiquement centrée sur les données. Les lignes sont par défaut en noir mais le remplissage dans une couleur aléatoire. Le style est à présent fixé et la couleur ne changera que si l’on paramètre le style.

Ouvrir une couche vectorielle optionnel

  • Enregistrer le projet (Contrôle + S ou menu Projet- Enregistrer ) dans un répertoire de travail créé pour ce TP.
  • Télécharger la donnée communes_77 dans un dossier temporaire (inutile de désarchiver, le ZIP peut être ouvert tel quel dans QGIS)
  • Importer la donnée en couche QGIS par un glissé-déposé du fichier communes_77.zip

Système de Référence Spatial (SRS)

Utilisation du filtre pour retrouver une projection. Ici WGS... .

Dans le coin inférieur-droit de l’interface se trouve le Système de Référence Spatial. C’est indiqué EPSG:2154 .

L’intitulé est cliquable et nous amène à la fenètre des Propriétés du projet avec l’option Activer la projection à la volée . Ceci afin de choisir une projection cartographique différente de celle des couches. Autrement dit, une projection d’affichage qui nécessite de reprojeter les données.

Par abus de langage, on dit Projection pour parler de Système de Référence Spatial . La projection n’est qu’une partie du SRS.

Un SRS est défini par :

  • Un géoïde de référence : la Terre n’est pas une sphère parfaite, la science géodésique propose donc des approximation mathématiques
  • Définition d’un repère euclidien, c’est-à-dire une origine et une unité, mètre ou dégrés
  • Projection de la sphère sur le plan : pour travailler en géométrie 2D (ou 2,5D, l’altitude Z étant une propriété des entités et non une dimension géométrique)

Les sciences géographiques ont produit depuis le 19e siècle des milliers de SRS. Beaucoup sont obsolètes, les autres sont optimisées pour différentes régions, du plus local (région d’un pays, comme le Lambert I qui couvre le tiers Nord de la France ) au plus global (monde entier, comme la projection Mercator utilisée par Google Maps, WGS 84 ).

Heureusement pour nous, ces SRS sont codifiés dans des catalogues officiel tels que le très commun EPSG . C’est la longue liste de SRS proposées par QGIS pour choisir une projection (pour une projet ou une couche). Ainsi :

  • le Lambert 93 est identifié par EPSG:2154
  • le WGS 84 est identifiée par EPSG:4326

Pour retrouver un SRS dans QGIS, on peut la rechercher par son nom ou son identifiant.

QUESTION Quel est le SRID du projet après l’ajout de la couche communes ?
RÉPONSE

Couches

Menu contextuel d’une couche vecteur

Liste des couches

La Liste des couche représene l’ordre naturel de surposition de cakques papiers, du dessus au dessous . Cela impose que le rendu de la carte soit le rendu successif de chaque couche depuis la plus basse jusqu’à la plus haute.

La case à cocher sert à contrôler la visibilité.

Un clic droit sur le nom de la couche ouvre le menu contextuel. On utilisera, dans l’ordre :

  • Zoomer sur la couche : pour recadrer la carte sur les données
  • Ouvrir la table d’attributs : pour visualiser ce que la carte ne montre pas
  • Propriétés : pour éditer le style, principalement, mais aussi l’étiquettage, le filtre, etc.

On peut supprimer des couches, sans que cela affecte les données sources. Une couche représente néanmoins tout le travail de stylisation, de définitions d’étiquettes, filtres, etc.

Fenêtre de propriétés d’une couche vecteur, dans l’onglet Style

Propriétés

On peut aussi accéder aux propriétés en double-cliquant sur le nom d’une couche.

Table attributaire (vecteur) et statistiques (raster)

La Table attributaire est une représentation de la donnée sous forme de tableau. Sont listées toutes les entités de la couches (en aval du filte éventuel) avec tous les attributs en colonnes.

Elle est indispensable pour travailler avec les attributs (visualiser, rechercher par des expressions) et complémentaire de la carte qui affiche les géométries. L’information attributaire peut néanmoins être présente dans la carte sous forme de style dynamiques.

Ouvrir la table attributaire est le réflexe à avoir quand on à affaire à une nouvelle donnée. C’est toute la plus-value de la donnée par rapport à un simple dessin.

Table attributaire de la couche communes_77

Extensions

QGIS comporte un environnement permettant le développement facile d’extensions en langage Python.

Un répertoire officiel d’extensions permet de rechercher et d’installer des extensions en 3 clics de souris.

Fenêtre des extensions : ici en focus sur l’extension GeoSearch .

Recherche d’un itinéraire avec l’extension GeoSearch optionnel

Nous allons utiliser l’extension GeoSearch pour consommer l’API Google Maps Directions Services afin de récupérer un itinéraire de route entre l’École des Ponts ParisTech et la gare RER. Nous faisons appel au même service Itinéraires Google que sur Google Maps mais via l’API à partir de QGIS.

  • Ouvrir la liste des extensions et rechercher search puis cliquer sur celui qui se nomme GeoSearch
  • Cliquer sur Installer l’extension
  • Fermer la fenêtre et cliquer sur le menu Extensions- GeoSearch- GeoSearch
  • Ouvrir l’onglet Route et entrer les 2 adresses suivantes, chacune sur sa ligne :
    • rue blaise pascal, champs sur marne
    • gare rer, champs sur marne
  • Cliquer sur Search puis recadrer la carte par un clic droit sur communes_77 puis Zoomer sur la couche
QGIS après que l’extension a créé de nouvelles couches de points dont l’une est visible.

2 couches ont été ajoutées au projet, au dessus de communes_77 :

  • GeoSearch_Route_steps qui liste chaque étape de la conduite
  • GeoSearch_Route_legs qui liste les différents tronçons
Table attributaire de la couche GeoSearch_Route_steps

Nous pouvons consulter la durée prévue en voiture pour chaque étape, en ouvrant la table attributaire

Composeur d’impression

On peut créer un ou plusieurs composeurs d’impressions qui sont tout simplement des modèles pour générer des PDF. On y accède par le menu Projet- Nouveau composeur d’impression : une véritable mini-application s’ouvre avec un interface permettant de disposer sur la page PDF des objets tels que des cartes, légendes, textes, logos...

Nous utiliserons ce composeur afin de générer un atlas, c’est-à-dire de multiples cartes, sur des emprises différentes, à partir d’un modèle unique.

Pour aller plus loin : cours en ligne de l’ENSG Introduction à QGIS (module Mise en page ).

Composeur d’impression avec titre, carte, légende et échelle, ayant défini pour la couche un style gradué selon l’expression 10 * POPULATION / SUPERFICIE (on multiplie par 10 car l’attribut SUPERFICIE est en hectares).
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