Formation SIG-QGIS - Niveau 1

Session de formation adressée aux membres du LARHRA niveau débutant, formation assurée reprise par H.Parmentier sur une journée

Objectifs

Comprendre les notions, concepts propres aux SIG

Savoir où trouver des ressources : outils, tutoriels et données

Prise en main du logiciel QGIS

Support de cours

– A MODIFIER Support à joindre

Support de présentation : Les systèmes d'informations géographiques : notions, outils et ressources

Documentation officielle : matériel de formation http://www.qgis.org/fr/site/forusers/trainingmaterial/index.html et documentations, publications http://www.qgis.org/fr/site/forusers/index.html#trainingmaterial

Illustrations des exercices : Illustrations des exercices avec QGIS

Commencer avec QGIS

Session de formation adressée aux membres du LARHRA, formation d'initiation nécessitant une 1/2 journée

Objectifs

Après une session d'initiation aux concepts et notions dans les SIG, passons à la prise en main du logiciel QGIS.

Outil

Logiciel QGIS : Système d'Information Géographique (SIG) convivial distribué sous licence publique générale GNU. C'est un projet officiel de la fondation Open Source Geospatial (OSGeo). Il est compatible avec Linux, Unix, Mac OS X, Windows et Android et intègre de nombreux formats vecteur, raster, base de données et fonctionnalités.

Supports

Beaucoup de tutoriels régulièrement mis à jour existent sur le web, parmi eux celui-ci libre de droit:QGIS V2 ou utiliser la documentation que l'on trouve directement sur le site de QGIS ou encore celle disponible sur le site ministère de l'agriculture (MEEDDAT) : http://www.geoinformations.developpement-durable.gouv.fr/qgis-supports-pedagogiques-r947.html

Programme

Installation et découverte du logiciel QGIS

Ouverture du logiciel et présentation de l'interface

Mise en place d'un “projet QGIS” (fichier .qgs): explications et paramétrages du projet

Affichage et préparation des données géographiques

Données géographiques

http://ec.europa.eu/eurostat/fr/data/browse-statistics-by-theme : Données géographiques de références pour les statistiques européennes. Lors de leur utilisation leur source doit être citée dans la légende de la carte et dans la page d'introduction de la publication, accompagnée de la mention obligatoire suivante: : FR: © EuroGeographics pour les limites administratives.

Télécharger le dossier de données NUTS_2010_10M_SH.zip

Natural Earth. Consulter les droits d'utilisation

Télécharger le dossier de données HYP_50M_SR_W.zip

Données géographiques

Affichage des données Eurostat

Système de géoréférencement : ETRS89 = EPSG:4258

Couche > Ajouter une couche vecteur

Visualisation des couches et de leurs métadonnées

Exploration de la couche NUTS_RG_10M_2010.shp

Exploration des différents niveaux administratifs des polygones

Vue > Identifier les entités

Créer une couche à partir d'une sélection : Sélectionner seulement les polygones représentant les frontières des pays

Faire une requête attributaire à partir de la table d'attributs des polygones

Clic droit sur la couche > Ouvrir la table d'attributs > Select by expression > “STAT_LEV”=0

Création d'une nouvelle couche à partir de la sélection Couche > Propriétés > Sauvegarder sous > Cocher la case “n'enregistrer que les entités sélectionnées”

Donner un nom à la nouvelle couche > Valider

Afficher la nouvelle couche Couche > Ajouter une couche vecteur

Pour télécharger directement le résultat : NUTS_RG_10M_2010_pays.zip

Données tabulaires

Utilisation des données issues du web de données.

Nous avons plusieurs fichiers à notre disposition que nous utiliserons au cours des exercices de cette deuxième partie (ces fichiers sont issus de requêtes faites sur des serveurs sparql. Cf “THAT CAMP 2014 Lyon”, session de formation de Francesco Beretta)

Les universités d'Europe Résultats corrigés: cf requête dbpédia

Populations en 2004 par province au format .csv : eurostat_2004.csv: cf les données de la communauté européenne

Populations au 2ème échelon administratif en 2010, répartitions hommes-femmes par régions: nuts2_pop_2010.csv

Intégration des données tabulaires dans le SIG: Les données s'intègrent dans QGIS comme n'importe quelle autre couche vecteur avec Couche > Ajouter une couche vecteur

Il est possible de créer une couche de point à partir d'un fichier .csv qui contient des coordonnées X et Y

Récupération des données sur les universités : Résultats corrigés

Observation du fichier .csv : Ces données comprennent des valeurs et les coordonnées X Y du lieu concerné. Ces valeurs peuvent être utilisées pour créer des points et les projeter dans QGIS.

Couche > Ajouter une couche de texte délimité

Indiquer l'emplacement du fichier “resultat_corrige”

Dans “autre délimiteurs” indiquer le séparateur “|”

Indiquer le champ X = “long” et le champ Y = “lat”

Indiquer le code [EPSG] des coordonnées : 4326

Enregistrer cette projection au format .shp

Afficher la nouvelle couche dans le SIG et choisir le fond vecteur adapté, par exemple la couche NUTS_RG_10M_2010_pays

Exploration et analyse des données

Les requêtes attributaires

Les requêtes attributaires se font avec la table d'attributs des données vectorielles, points, lignes ou polygones

Couche > Propriétés > Ouvrir la table d'attributs > Select by expression

Vous pouvez tester les requêtes sur les données, par exemple les universités de + de … inscrits etc..

Tous les résultats peuvent être enregistrés dans de nouvelles couches. Ceci pourra nous servir en fin de travail pour mettre au point une carte.

Fonctions de requête spatiale

Autre outil de sélection géographique par requête dans Vecteur > Requête spatiale.

Pour installer cette extension aller dans Extension > Gestionnaire d'extension et rechercher requête spatiale

Vous trouverez dans cet outil les opérateurs de requête spatiale : Contient, A l'intérieur, Croise, Intersecte, Est disjoint, Est égal

Tester avec l'outil : Sélection des entités sources depuis > “résultat_corrige”, Où l'entité > “à l'intérieur”, Entités références de “NUTS_RG_10M_2010_pays”

Vérifier et ajouter les entités non sélectionnées à cause de l'imprécision des données

Enregistrer la sélection dans une nouvelle couche > resultat_corrige_europe.shp

Ajouter la nouvelle couche à la carte Ou télécharger le résultat : resultat_corrige_europe.zip

Outils d'analyse spatiale :

Avant de se lancer dans l'analyse spatiale il faut bien réfléchir à la finalité du travail

Vecteur > Outils de géotraitement

Pour chaque outil :

La couche vectorielle de saisie est l'input, couche sur laquelle on agit

La couche d'intersection est la couche d'information géographique qui participe à l'opération, le “feature” (fonctionnalité) qui agit sur un fichier vectoriel de forme (.shp).

Le fichier de sortie est la couche résultante de l'opération, l'output.

Les principaux outils sont :

Tampons pour créer une zone tampon autour d'une entité

Découper pour découper une couche selon une autre ou une entité

Intersection pour assembler des portions d'entités qui se superposent ou ayant une limite commune

Regrouper pour créer des fusions entre entités selon un champ donné

Union pour assembler des entités qui se superposent

Différencier pour récupérer tout ce qui n'est pas égal au feature.

Tester la création d'une zone tampon autour d'un polygone:

Tampon > Couche vectorielle de saisie “NUTS_RG_10M_2010_pays”

Distance tampon > 0.01

Définir un fichier de sortie, lancer le traitement et ajouter la nouvelle couche.

Tester la possibilité de compter le nombre de points dans un polygone, par exemple le nombre d'université par pays

Vecteur > Outil d'analyse > Compter les points dans les polygones > Indiquer les deux couches, le nom du champ en sortie (ex: nbr_univ) et la nouvelle couche : NUTS_RG_10M_2010_pays_univ.shp

Ajouter la nouvelle couche et vérifier la présence des nouvelles données attributaires

Ou télécharger le résultat : NUTS_RG_10M_2010_pays_univ.zip

Jointures attributaires et spatiales

Tester la jointure spatiale :

Ajouter à la table d'attribut des universités l'indicatif du pays auquel elles appartiennent

Dans Vecteur > Outil de gestion de données > Joindre les attributs par localisation

Indiquer la couche vecteur “resultat_corrige_europe” et joindre la couche vecteur “NUTS_RG_10M_2010_pays”

Indiquer un fichier de sortie “resultat_corrige_europe_join” et lancer le traitement

Ajouter la nouvelle couche et vérifier la présence des nouvelles données attributaires

Tester la sélection attributaire ou spatiale des université françaises Ou télécharger le résultat : resultat_corrige_europe_join.zip

Tester la jointure attributaire :

Compléter des données attributaires à partir d'une jointure faite sur un fichier .csv

1er exercice :

Récupération des données sur les populations par régions au format .csv : eurostat_2004.csv * Couche > Ajouter une couche vecteur et ajouter le fichier eurostat_2004

Les principes de la jointure attributaire

Fenêtre des propriétés de la couche > Onglet Jointure

Utilisée pour joindre des données tabulaires à partir d'un champ contenant un identifiant commun à la couche et à la table

Préparer les champs de jointure : Ajouter un champ à la table attributaire de la couche NUTS_RG_10M_2010

Ouvrir la table d'attribut > Basculer en mode édition > Ouvrir la calculatrice de champ > Créer un nouveau champ à partir de l'expression : lower( “NUTS_ID” ) > Enregistrer

Fenêtre des propriétés de la couche > Onglet Jointure

Ajouter une jointure sur eurostat2004.geocodeProvince = NUTS_RG_10M_2010.nuts_id_lo

Créer une couche pour les entités concernées par la jointure : NUTS_RG_10M_2010_densite

Possibilité de faire un calcul de densité de population sur les données

Ajout d'un champ 'surf_km2' à la table attributaire à partir de l'expression : $area / 1000000

Ajout d'un champ 'densite' à la table attributaire à partir de l'expression : “eurostat_4” / “surf_km2”

Valider

Propriété de la couche > Style > Symbole gradué > Sélection du champ 'densité', 5 classes, mode quantile ou autre (cf rubrique Fiche Fortunel 12a,b,c,d,e,f : //philcarto.free.fr/fortunel/FichesStatistiques.pdf

Méthodes de discrétisation)

Ajouter les couches HYP_50M_SR_W ou doubler la couche “data_nuts_rg_2_pop” pour afficher les valeurs nulles dans le but de réaliser une carte comme par exemple :

2ème exercice :

Récupération des données sur les populations par régions au format .csv : nuts2_pop_2010.csv

Couche > Ajouter une couche vecteur et sélectionner le fichier nuts2_pop_2010.csv

Dans la couche NUTS_RG_10M_2010 > Fenêtre des propriétés > Onglet Jointure

Ajouter une jointure sur nuts2_pop_2010.nuts_id = NUTS_RG_10M_2010.NUTS_ID

Vérifier dans la table attributaire si la jointure a fonctionné

Créer une sélection sur NUTS_RG_10M_2010 : “STAT_LEVLfckg_QUOT_ = 2 et faire une couche “data_nuts_rg_2_pop” à partir de cette sélection

Ajouter le résultat “data_nuts_rg_2_pop” dans le projet

Sur cette couche nous allons calculer la proportion Homme-Femme pour les données à notre disposition

Pour cela il faut ajouter des champs à la table attributaire de la couche “data_nuts_rg_2_pop_fckg_QUOT

Ouvrir la table d'attribut > Basculer en mode édition > Ouvrir la calculatrice de champ > Créer trois nouveaux champs à partir des expressions :

Champ '%homme' : (“nuts2_po_2” x100) / “nuts2_po_1” > Enregistrer

Champ '%femme' : (“nuts2_po_3” x100) / “nuts2_po_1” > Enregistrer

Champ 'F%H' : ”%femme” - “%homme” > Enregistrer

Cartographier le résultat : Propriété de la couche > Style > Symbole gradué > Sélection du champ 'F%H' > Créer une palette de couleur adaptée (cf Cartographie des données)

Ajouter les couches HYP_50M_SR_W ou doubler la couche “data_nuts_rg_2_pop” pour afficher les valeurs nulles dans le but de réaliser une carte comme par exemple :

Cartographie des données

La symbologie des couches

Pour gérer la symbologie d'une couche: clic droit sur la couche puis Propriétés > Style

Regarder les différentes possibilités de symbologie avec les couche des polygones ou celle des points. Il y a la plupart du temps deux possibilités de représentation, celle des cartes choroplètes (carte de surface) pour les valeurs relatives et catégories attributaires ou des points proportionnels pour les valeurs absolues.

Un exemple, celui du nombre d'université par pays :

La table d'attribut de la couche NUTS_RG_10M_2010_pays_univ contient le nombre d'université dans le champ nbr_univ. Nous souhaiterions le représenter par un point proportionnel mais il s'agit de polygone. Pour cela :

Vecteur > Outils de géométrie > Centroïdes de polygones > choisir la couche NUTS_RG_10M_2010_pays_univ

Enregistrer le résultat dans NUTS_RG_10M_2010_pays_univ_point.shp

Ajouter la couche

Les points centroïdes des polygones s'affichent. Il est possible d'éditer la couche pour déplacer et recentrer si besoin les points. C'est le cas de la France entre autre.

Ou télécharger le résultat : NUTS_RG_10M_2010_pays_univ_point.zip

Pour la création des points proportionnels, deux solutions :

Par symbole unique proportionnel

Propriétés > Style > Symbole unique pour définir le style du symbole unique.

Avancé > Champ de proportion pour indiquer le champ de type entier qui définira la proportionnalité des points.

Le champ de proportion peut être les valeur d'un champ ou le résultat d'une expression par exemple : “nombre” / 10000

Jouer sur la taille du symbole pour gérer la taille définitive des points.

Par diagramme proportionnel

Propriétés > Diagramme > Afficher les diagrammes.

Dans onglet Taille > Décocher Taille fixe > choisir le champ Attribut > Trouver la valeur maximale > donner une Taille maximale à l'échelle de Surface et une Taille minimale.

Dans Attributs définir le champ contenant les données à représenter de manière proportionnelle.

Dans onglet Position > Emplacement choisir Sur le point pour que le diagramme proportionnel soit centré.

Pour la création des cartes choroplètes, par exemple pour représenter la densité d'universités par pays

Par symbole gradué sur la couche NUTS_RG_10M_2010_pays_univ

Propriétés > Style > Symbole gradué pour définir la palette, les classes, leur nombre et la méthode de discrétisation.

Intervalles égaux : Les classes sont d'étendue égale. L'étendue totale de la variable (max - mini) est calculée puis divisée par le nombre de classes désiré (qui apparaît dans le champ classe).

Quantiles (effectifs égaux): cette méthode consiste à utiliser un même nombre ou une même fréquence de valeurs par classe. Il y a le même nombre dans chaque classe.

Ruptures naturelles (Jenks) : cette méthode est souvent la plus performante. Elle permet d'obtenir des classes très proches des formes de la distribution de la variable.

Ecart-type : cette méthode de discrétisation repose sur la moyenne.

Jolies ruptures : cette méthode utilise un algorithme du logiciel de statistique R.

Astuce : Tester les différentes possibilités et visualiser le rendu avec le bouton Appliquer pour ne pas fermer la fenêtre

Ajouter les couches HYP_50M_SR_W dans le but de réaliser une carte comme par exemple :

Composeur d'impression

Rappel sur la mise en page d'une carte avec le composeur d'impression

Pour faire une mise en page aller dans Projet > Nouveau composeur d'impression.

Dans le composeur d'impression, intégrer tous les éléments indispensables à la carte : Carte-s, légende, titre, orientation, échelle, sources, nom et dates de réalisation.

Exportation de la mise en page : Composeur > Exporter comme image

Il est préférable d'exporter en PNG lorsqu'il s'agit de vecteurs et en JPEG lorsque le projet contient des rasters.