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Système d’information géographique (SIG)

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23 décembre 2011

  I - Définition d’un SIG : quelques notions

Le SIG est avant tout un système d’information, c’est à dire un ensemble organisé de ressources permettant d’acquérir, de stocker, de structurer et de communiquer des informations. Comme tout système de ce type il s’articule autour de trois composants principaux :

  • le matériel (logiciel, machine, serveur, réseau...) ;
  • la donnée (référentielle, thématique, à grande ou à petite échelle) ;
  • la ressource humaine (géomaticien, décideur, commanditaire, usagers).

Concernant le matériel, le SIG est un outil informatique qui offre des fonctions d’acquisition, d’analyse, de représentation et d’affichage. Diverses solutions existent, que ce soit sous forme de logiciel bureautique ou d’interface réseau intranet ou Internet reliée à des serveurs locaux ou mondiaux. L’évolution technologique permet aujourd’hui de s’affranchir de beaucoup de contraintes techniques.
Les données constituent la « nourriture » du SIG. Elle peuvent être de différentes natures : géographiques ou alphanumériques, « métier » (c’est à dire thématiques) ou référentielles. La donnée « métier » est souvent constituée en interne à la structure munie d’un SIG et répond à des problématiques spécifiques. La donnée référentielle est produite par des organismes comme l’INSEE, l’IGN, le Service hydrographique et océanographique de la Marine (SHOM), l’Institut français de l’environnement (IFEN), les collectivités, etc.
La ressource humaine est la troisième composante essentielle d’un SIG. Le SIG permet en effet d’interconnecter les utilisateurs et leurs compétences avec les moyens et les orientations données par les décideurs ou commanditaires, avec les usagers également, qui peuvent ainsi accéder aux informations territoriales par des moyens de consultation et de communication modernes.

  II - Cartographier et analyser


Il existe sur chaque territoire un patrimoine de données géographiques (orthophotographies, bases de données topographiques, etc.) ou thématiques susceptibles d’être représentées dans un SIG. La première étape de la constitution d’un SIG pour un territoire est donc de faire un inventaire de ces données.
Les organismes en charge des différents domaines d’un territoire peuvent soit décider de constituer un SIG prenant en compte l’ensemble des problématiques, soit mettre en place un dispositif plus léger, restreint à un champ thématique clairement identifié. Le dimensionnement d’un SIG dépendra essentiellement des objectifs que l’on souhaite atteindre en l’exploitant. Il prendra alors la forme d’un outil à part entière, avec une équipe dédiée au sein de l’organisme, ou celle d’une interface Web de renseignement et de consultation. La taille d’un territoire n’a pas forcement d’influence sur l’importance du SIG. Les thématiques à traiter en auront davantage. Ainsi l’équipe dédiée au SIG d’une grande agglomération se verra confier la gestion de bases de données géographiques sur des thèmes aussi divers que la voirie, le mobilier urbain, les réseaux, les espaces verts, les permis de construire, les adresses, la collecte des ordures ménagères, etc.

Une fois constitué, le SIG doit :

  • aider à résoudre les problèmes posés par la gestion des données urbaines par une aide à l’analyse et au diagnostic ;
  • instaurer une dynamique fédérative permettant l’ouverture du dialogue, l’échange et le partage des données entre utilisateurs ;
  • servir de support prospectif offrant une approche globale et tranversale pour les utilisateurs, les décideurs et les citoyens.

La mise en place d’un SIG aboutit souvent dans un premier temps à un dispositif organisationnel et opérationnel permettant :

  • la consultation des plans cadastraux, des orthophotographies du territoire à différentes dates, d’un référentiel d’adresses et d’un référentiel topographique indiquant les éléments du territoires dans leurs trois dimensions : X, Y et Z ;
  • la consultation de données dites « métiers » (thématiques), spécifiques au territoire, comme la cartographie des POS/PLU et des cartes communales, la cartographie des servitudes d’utilités publiques, des propriétés foncières, des périmètres scolaires, des signalisations lumineuses, des réseaux d’assainissement, des zones naturelles protégées, des bâtiments classés, etc. ;
  • La consultation de cartes thématiques réalisées en amont de la publication et présentées (par exemple) sous la forme d’un atlas du territoire prenant en compte différents types de données (démographie, habitat, population et densité, économie...).
    Cette capitalisation de données thématiques et géographiques correspond à une étape dite de connaissance du territoire. Viennent ensuite les étapes d’analyse et d’étude.
    L’analyse du territoire consiste à produire une méthode adaptée à une problématique. Cette phase aboutit à la production d’une nouvelle couche d’informations, d’une nouvelle carte ou de nouveaux tableaux. On peut donner comme exemple l’observation et la qualification de l’étalement urbain en périphérie des villes, ou encore la mesure de la densité d’équipements et de services dans divers quartiers.

Plusieurs échelles peuvent être utilisées pour analyser de façon pertinente un territoire. Des grandes ou très grandes échelles (1/10 000e au 1/200e) permettent l’accès à des données très détaillées pour mener des analyses de projets urbains avec des informations concernant les parcelles, bâtiments, voiries, mobilier urbain. Ces échelles sont également appropriées pour l’élaboration ou la révision d’un PLU.

Exemple du PLU de Lyon, 1er arrondissement
Exemple du PLU de Lyon, 1er arrondissement, avec un zoom sur une partie du document et la légende associée
extrait du site du Plan Local d’Urbanisme de la communauté urbaine de Lyon

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Scot de la Plaine du Roussillon

Présentation du territoire du SCOT de la Plaine du Roussillon dans son environnement géographique (extrait du diagnostic du SCOT de la Plaine du Roussillon, Agence d’urbanisme catalane pour le syndicat mixte du SCOT de la plaine du roussillon)
Sources : IGN, AURCA 2009

Des échelles moyennes (1/100 000e au 1/20 000e) permettent d’illustrer des informations plus générales ou plus globales. Elles sont pertinentes pour l’analyse ou l’illustration des territoires de SCOT ou d’intercommunalités (données d’emprise de tache urbaine, d’occupation du sol, etc.).

  III - Le SIG comme outil de gestion urbaine

Si les SIG offrent de multiples possibilités d’analyse ou de simulation, ils ont d’abord trouvé d’importantes applications pour la gestion urbaine, qui constitue aujourd’hui encore un domaine très important de leur utilisation.

Dans le cadre d’un suivi du foncier sur un territoire communal, par exemple, le SIG peut servir à identifier des parcelles libres afin de créer des réserves foncières. Il peut également servir à gérer les terrains encore disponibles sur certaine zones spécifiques comme des ZAC. Il permet aussi, en phase amont, de recenser les zones susceptibles d’accueillir des projets d’implantation de lotissements ou de logements sociaux.
Sur des territoires plus importants comme les intercommunalités ou les agglomérations, le SIG peut permettre de gérer beaucoup plus de données : la voirie (afin d’en gérer l’entretien), les espaces verts et les arbres, les lignes de transport public, le mobilier urbain, les périmètres de la politique de la ville, les réseaux communautaires (eau, assainissement, éclairage public) et également les PLU afin d’instruire les permis de construire.

Cette liste n’est pas exhaustive ; les exemples suivants permettent d’illustrer quelques-unes de ces nombreuses applications :

  IV - L’évaluation et le diagnostic : l’exemple des SCOT

Dans le cadre de l’élaboration d’un schéma de cohérence territoriale (SCOT), un SIG trouve tout son intérêt. Le projet d’aménagement et de développement durable (PADD), constitutif du dossier de SCOT, définit en effet les grandes orientations d’urbanisme pour le territoire concerné. Le PADD comporte au préalable un diagnostic du territoire du SCOT, dont l’élaboration nécessite plusieurs documents intermédiaires permettant la connaissance du territoire suivant différents domaines : développement ou préservation des centres-villes, restructuration ou réhabilitation d’îlots, de quartiers ou de secteurs, traitement des rues et des espaces publics, sauvegarde de la diversité commerciale des quartiers, aménagement des entrées de ville, préservation des paysages, etc.

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Scot de la Plaine du Roussillon

Exemple de document établi dans le cadre du diagnostic du SCOT de la Plaine du Roussillon (extrait du diagnostic du SCOT de la Plaine du Roussillon, Agence d’urbanisme catalane pour le Syndicat mixte du SCOT de la Plaine du Roussillon)
Sources : IGN BDTOPO 2004, CG66 2005 et 2007, AURCA 2009

Ainsi, chaque institution maître d’ouvrage d’un SCOT doit prendre en compte les éléments nécessaires à la connaissance de ces divers domaines, en utilisant le SIG pour élaborer une vision partagée du diagnostic de la situation existante et de la stratégie de développement du territoire à moyen terme.


Carte élaborée dans le cadre du diagnostic d’un SCOT : la qualité de desserte par les transports urbains (AUDELOR pour le Syndicat mixte pour le Schéma de cohérence territoriale du Pays de Lorient )

Sources : Audélor, bdcarto IGN, cadastre, Compagnie de transport de Lorient, 2005

  V - Un outil de concertation et d’aide à la décision

Le SIG peut également jouer un rôle important pour la représentation du territoire dans les débats entre décideurs ou avec les citoyens. A l’instar de la carte, il permet une visualisation de la situation actuelle mais également une projection future incluant les grandes lignes d’aménagement et les grands projets de territoire. Outil d’aide à la décision, il peut ainsi permettre une certaine pédagogie de l’approche territoriale.

L’organisation de débats publics constitue désormais une nécessité démocratique, mais elle est également parfois imposée par la loi. Lors de ces débats, chacun doit pouvoir prendre connaissance des projets. Cette connaissance peut alors être construite autour de la description du projet, de la présentation de ses impacts et des possibilités de simulation qu’offrent les SIG et la géomatique.

Ainsi, dans le cadre de l’élaboration du SCOT du Bassin de Thau (Hérault), l’équipe de maîtrise d’œuvre a réalisé à l’issue de la période de diagnostic une exposition itinérante destinée à toutes les personnes concernées par la mise en place du SCOT, y compris les scolaires. Cette exposition a été l’occasion de sensibiliser la population à un certain nombre de problèmes. Le SIG a par exemple permis de constituer un atlas de l’étalement urbain, qui comporte des cartes de l’évolution de la surface bâtie sur le bassin de Thau depuis plus d’un demi-siècle, et une projection à l’horizon 2020 suivant les mêmes tendances de développement (voir ci-après).
Extrait de l’atlas interactif de l’étalement urbain réalisé pour le compte du Syndicat mixte du Bassin de Thau (Hérault)

Cartes de la surface bâtie en 1944, 2005 et simulation de l’extension à l’horizon 2020 (scénario « fil de l’eau »)
(Cemagref pour le compte du Syndicat mixte du Bassin de Thau - sources : cartes US 1944 et IGN 1971, 1981, 1995)

  VI - Les aspects juridiques des SIG

En matière juridique, l’utilisation de l’information géographique et des SIG est soumise à plusieurs textes. On peut distinguer trois aspects concernés par ces dispositions : les contraintes d’utilisation, les obligations de diffusion et la propriété intellectuelle.

1. Les contraintes d’utilisation
Concernant les contraintes d’utilisation, il faut se référer à la loi n°78-17 du 6 janvier 1978 relative à l’informatique, aux fichiers et aux libertés, qui définit les données à caractère personnel de la manière suivante (article 2, alinéa 2) : « constitue une donnée à caractère personnel toute information relative à une personne physique identifiée ou qui peut être identifiée, directement ou indirectement, par référence à un numéro d’identification ou à plusieurs éléments qui lui sont propres. Pour déterminer si une personne est identifiable, il convient de considérer l’ensemble des moyens en vue de permettre son identification dont dispose ou auxquels peut avoir accès le responsable du traitement ou toute autre personne. »

Il peut s’agir ainsi du nom ou du numéro de sécurité sociale, mais aussi d’autres critères permettant l’identification d’une personne physique comme l’adresse, le numéro de téléphone, le numéro de parcelle cadastrale ou des combinaisons de critères tels que l’âge, le sexe, l’adresse, la fonction.

Par conséquent, pour toute utilisation de données comprenant ces informations, il convient de faire une déclaration à la Commission nationale de l’informatique et des libertés (CNIL). Il est de plus impossible de publier ou d’éditer des documents à destination du public contenant ces informations sans qu’elles aient été préalablement rendues anonymes.

2. La diffusion de l’information
Concernant les contraintes de diffusion, deux textes font référence : la convention d’Aarhus et la directive européenne INSPIRE.

La convention d’Aarhus, que la France a approuvée en 2002, a été transposée dans le décret n°2006-578 du 22 mai 2006 relatifs à l’information et à la participation du public en matière d’environnement. La convention d’Aahrus porte sur l’accès à l’information, la participation du public au processus décisionnel et l’accès à la justice en matière d’environnement. Elle se décline selon les axes suivants :

  • développer l’accès du public à l’information détenue par les autorités publiques ;
  • favoriser la participation du public à la prise de décisions ayant des incidences sur l’environnement ;
  • étendre les conditions d’accès à la justice en matière de législation environnementale et d’accès à l’information.

La directive européenne INSPIRE, qui vise à faciliter la prise de décision concernant la politique et les activités susceptibles d’avoir une incidence directe ou indirecte sur l’environnement, impose aux autorités publiques de partager les données géographiques. Celles-ci doivent être mises à disposition dans des conditions ne restreignant pas indûment leur réutilisation. Cette mise à disposition des données doit être de nature à faciliter leur recherche, l’évaluation de leur adéquation au but poursuivi, et doit permettre de connaître les conditions applicables à leur réutilisation.

3. La propriété intellectuelle
Enfin, tout SIG induit des échanges, des achats ou la création de données. Les bases de données sont définies par la loi comme « recueil d’œuvres, de données ou d’autres éléments indépendants disposés de manière systématique ou méthodique, et individuellement accessibles par des moyens électroniques ou par tout autre moyen » (Code de la propriété intellectuelle, article L.112-3).

Le champ d’application de cette définition est très vaste, et recouvre tout rassemblement de données organisées, même selon un moyen d’accès très simple, tel l’ordre alphabétique, numérique ou temporel. Cette définition vise en particulier les répertoires et fichiers d’adresses, les études et écrits de toute nature (par exemple, un schéma directeur régional de l’information géographique), la plupart des données et documents graphiques (données géographiques, cartes et fonds de plan, plans d’occupation des sols, représentation de voies, de réseaux, pictogrammes et représentations d’objets quelconques, équipements) et certaines photographies et prises de vues aériennes.

Il est alors impératif de mentionner le propriétaire et la date de référence des données utilisées lors d’une publication.

  VII - Bibliographie

  • BEGUIN Michèle & PUMAIN Denise, La représentation des données géographiques : statistique et cartographie, Paris, Armand Colin, 2003.
  • CABINET BENSOUSSAN, Échanger des données localisées : guide juridique. Version 2, Lyon, éd. du Certu, 2007.
  • DENEGRE Jean & SALGE François, Les systèmes d’information géographique, Paris, PUF (Que sais-je ?), 2004.
  • BORDIN Patricia, SIG : concepts, outils et données, Paris, Hermès, 2002.
  • STEINBERG Jean, Cartographie. Systèmes d’information géographique et télédétection, Paris, Armand Colin, 2002.
  • PORNON Henri, Systèmes d’information géographique, pouvoir et organisations : géomatique et stratégies d’acteurs, Paris, L’Harmattan, 1998.
  • THERIAULT Marius & DES ROSIERS François (dir.), Information géographique et dynamiques urbaines (tome 1 : Analyse et simulation de la mobilité des personnes ; tome 2 : Accessibilité, environnement, paysage et valeur foncière), Paris, Hermès, 2008.

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