{"id":11580,"date":"2025-05-18T21:18:35","date_gmt":"2025-05-18T19:18:35","guid":{"rendered":"https:\/\/geopard.tech\/?p=11580"},"modified":"2025-05-18T21:18:35","modified_gmt":"2025-05-18T19:18:35","slug":"comment-les-algorithmes-sig-automatisent-la-cartographie-topographique-numerique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/geopard.tech\/fr\/blog\/how-gis-algorithms-automate-digital-topographic-mapping\/","title":{"rendered":"Comment les algorithmes SIG automatisent la cartographie topographique num\u00e9rique"},"content":{"rendered":"

Dans le monde num\u00e9rique actuel, en constante \u00e9volution, le besoin de cartes topographiques pr\u00e9cises et actualis\u00e9es n'a jamais \u00e9t\u00e9 aussi criant. Ces cartes, repr\u00e9sentations d\u00e9taill\u00e9es des \u00e9l\u00e9ments naturels et anthropiques \u00e0 la surface de la Terre, sont essentielles \u00e0 de nombreux domaines, de l'am\u00e9nagement urbain \u00e0 la gestion des catastrophes, en passant par l'agriculture et la s\u00e9curit\u00e9 nationale.<\/p>\n

Cependant, de nombreux pays, dont l'Ukraine, sont confront\u00e9s \u00e0 des syst\u00e8mes de cartographie obsol\u00e8tes qui freinent leur d\u00e9veloppement. Une \u00e9tude r\u00e9cente de Stadnikov et ses coll\u00e8gues, publi\u00e9e en 2025, examine comment les technologies de l'information g\u00e9ographique (TIC) \u2013 des outils permettant de collecter, d'analyser et de visualiser des donn\u00e9es spatiales \u2013 peuvent automatiser la cr\u00e9ation et la mise \u00e0 jour des cartes topographiques num\u00e9riques.<\/p>\n

L'imp\u00e9rieuse n\u00e9cessit\u00e9 de cartes topographiques modernes<\/h2>\n

Les cartes topographiques sont bien plus que de simples repr\u00e9sentations de paysages\u00a0: ce sont des outils essentiels \u00e0 la prise de d\u00e9cision. Elles utilisent des courbes de niveau, des symboles et des couleurs pour repr\u00e9senter l\u2019altitude, les cours d\u2019eau, les routes et la v\u00e9g\u00e9tation, offrant ainsi une perspective 3D du terrain.<\/p>\n

En Ukraine, plus de 701 000 000 cartes de ce type datent de l'\u00e9poque sovi\u00e9tique et ont \u00e9t\u00e9 con\u00e7ues principalement \u00e0 des fins militaires. Ces cartes obsol\u00e8tes ne comportent pas de d\u00e9tails essentiels aux besoins modernes, comme l'altitude du terrain pour la mod\u00e9lisation des inondations ou les limites des propri\u00e9t\u00e9s pour l'am\u00e9nagement urbain.<\/p>\n

Pire encore, moins de 101 000 000 cartes ont \u00e9t\u00e9 mises \u00e0 jour ces cinq derni\u00e8res ann\u00e9es, malgr\u00e9 l'obligation l\u00e9gale de les r\u00e9viser tous les cinq ans. Ce retard a des cons\u00e9quences concr\u00e8tes.<\/p>\n

Par exemple, des cartes obsol\u00e8tes compliquent les efforts de reconstruction des villes endommag\u00e9es par la guerre ou la pr\u00e9vision des glissements de terrain \u2014 des catastrophes naturelles qui se produisent lorsque le sol et les roches glissent le long des pentes \u2014 qui co\u00fbtent \u00e0 l'Ukraine environ 1 042 milliards de dollars par an en dommages aux infrastructures.<\/p>\n

L'\u00e9tude souligne que la modernisation de ces cartes n'est pas seulement une mise \u00e0 niveau technique, mais une n\u00e9cessit\u00e9 pour la stabilit\u00e9 \u00e9conomique et sociale.<\/p>\n

Qu\u2019est-ce que la cartographie topographique num\u00e9rique automatis\u00e9e\u00a0?\u00a0<\/strong><\/h2>\n

La cartographie topographique num\u00e9rique automatis\u00e9e d\u00e9signe l'utilisation de technologies et de syst\u00e8mes logiciels avanc\u00e9s pour cr\u00e9er, mettre \u00e0 jour et maintenir des repr\u00e9sentations d\u00e9taill\u00e9es des caract\u00e9ristiques de la surface terrestre \u2014 telles que l'altitude, le terrain, les plans d'eau et les structures artificielles \u2014 avec une intervention humaine minimale.<\/p>\n

Contrairement aux m\u00e9thodes traditionnelles qui reposent sur des lev\u00e9s et des dessins manuels, l'ADTM exploite des technologies avanc\u00e9es \u2014 telles que les syst\u00e8mes d'information g\u00e9ographique (SIG), les drones, le LiDAR (Light Detection and Ranging), l'imagerie satellite et l'intelligence artificielle (IA) \u2014 pour g\u00e9n\u00e9rer des cartes tr\u00e8s pr\u00e9cises, dynamiques et \u00e9volutives avec une intervention humaine minimale.<\/p>\n

\"Qu\u2019est-ce<\/p>\n

Cette approche r\u00e9volutionne des secteurs comme l'urbanisme, l'agriculture, la gestion des catastrophes et la s\u00e9curit\u00e9 nationale. Par exemple, un rapport de la Banque mondiale de 2023 estime que les pays ayant adopt\u00e9 la MNT ont r\u00e9duit leurs co\u00fbts de mise \u00e0 jour cartographique de 40 \u00e0 60 milliards de dollars et acc\u00e9l\u00e9r\u00e9 leurs d\u00e9lais de r\u00e9alisation de 70 milliards de dollars par rapport aux m\u00e9thodes manuelles.<\/p>\n

En Ukraine, o\u00f9 plus de 701 TP3T de cartes topographiques restent obsol\u00e8tes, le MNT est consid\u00e9r\u00e9 comme un outil essentiel pour la reconstruction d'apr\u00e8s-guerre et la reprise \u00e9conomique.<\/p>\n

Comment fonctionnent les syst\u00e8mes d'information g\u00e9ographique (SIG)\u00a0?<\/h2>\n

Au c\u0153ur de la cartographie moderne \u2014 la science et l'art de la cr\u00e9ation de cartes \u2014 se trouvent les syst\u00e8mes d'information g\u00e9ographique (SIG). Ces syst\u00e8mes combinent mat\u00e9riel, logiciels, donn\u00e9es et m\u00e9thodes pour traiter l'information spatiale, c'est-\u00e0-dire les donn\u00e9es li\u00e9es \u00e0 des emplacements g\u00e9ographiques. La recherche d\u00e9compose les SIG en quatre parties cl\u00e9s.<\/p>\n

    \n
  1. D'abord<\/strong>, Des \u00e9quipements tels que les drones (v\u00e9hicules a\u00e9riens sans pilote, ou UAV), les satellites et les scanners haute r\u00e9solution collectent des donn\u00e9es brutes. Les drones, par exemple, peuvent capturer des images d\u00e9taill\u00e9es de paysages \u00e0 un co\u00fbt bien inf\u00e9rieur \u00e0 celui des m\u00e9thodes traditionnelles.<\/li>\n
  2. Deuxi\u00e8me<\/strong>, Des logiciels tels qu'ArcGIS (un outil haut de gamme pour la mod\u00e9lisation complexe) ou QGIS (une alternative gratuite et open source) traitent ces donn\u00e9es, transformant les images en cartes modifiables.<\/li>\n
  3. Troisi\u00e8me<\/strong>, Les donn\u00e9es elles-m\u00eames comprennent des d\u00e9tails spatiaux tels que les coordonn\u00e9es et les altitudes, ainsi que des informations attributaires \u2014 des donn\u00e9es descriptives telles que l'utilisation des terres, la densit\u00e9 de population ou le type de sol.<\/li>\n
  4. Enfin<\/strong>, Des m\u00e9thodologies comme la vectorisation \u2014 le processus de conversion d'images raster (formats bas\u00e9s sur les pixels comme le JPEG) en formats vectoriels (trac\u00e9s et formes modifiables) \u2014 et l'analyse spatiale automatisent des t\u00e2ches qui n\u00e9cessitaient autrefois un travail manuel. Ensemble, ces composantes permettent une cartographie plus rapide et plus pr\u00e9cise.<\/li>\n<\/ol>\n

    Surmonter les obstacles juridiques et technologiques li\u00e9s \u00e0 la cartographie<\/h2>\n

    Le parcours de l'Ukraine vers une cartographie moderne est sem\u00e9 d'emb\u00fbches. Des lois strictes, telles que la loi de 1998, constituent un obstacle majeur.\u00a0Loi sur les activit\u00e9s topographiques, g\u00e9od\u00e9siques et cartographiques<\/em>\u2014 un r\u00e8glement r\u00e9gissant la cr\u00e9ation et la mise \u00e0 jour des cartes \u2014 exige que tous les travaux de cartographie soient enregistr\u00e9s aupr\u00e8s du StateGeoCadastre, l'autorit\u00e9 g\u00e9ospatiale nationale ukrainienne.<\/p>\n

    Si cela garantit le contr\u00f4le de la qualit\u00e9, cela engendre \u00e9galement des retards administratifs. Depuis 2022, la loi martiale a ajout\u00e9 une difficult\u00e9 suppl\u00e9mentaire\u00a0: les relev\u00e9s a\u00e9riens n\u00e9cessitent d\u00e9sormais des autorisations du Service de s\u00e9curit\u00e9 d\u2019Ukraine, une proc\u00e9dure qui peut prendre de trois \u00e0 six mois.<\/p>\n

    De plus, l'acc\u00e8s aux g\u00e9oportails de l'Infrastructure nationale de donn\u00e9es g\u00e9ospatiales (plateformes en ligne h\u00e9bergeant des cartes et des ensembles de donn\u00e9es spatiales) est r\u00e9serv\u00e9 aux utilisateurs v\u00e9rifi\u00e9s, ce qui limite la participation du public.<\/p>\n

    Sur le plan technologique, les organismes gouvernementaux utilisent souvent des logiciels et des syst\u00e8mes de classification incompatibles. Par exemple, un organisme peut utiliser ArcGIS tandis qu'un autre s'appuie sur AutoCAD Map, ce qui entra\u00eene une duplication des donn\u00e9es 30% et un gaspillage de ressources.<\/p>\n

    Cette fragmentation co\u00fbte \u00e0 l'Ukraine environ 1 400 000,5 millions de livres sterling par an en travaux de terrain redondants, o\u00f9 la m\u00eame zone est \u00e9tudi\u00e9e plusieurs fois par diff\u00e9rentes \u00e9quipes.<\/p>\n

    Les drones r\u00e9volutionnent la collecte de donn\u00e9es topographiques<\/strong><\/h2>\n

    L'une des conclusions les plus prometteuses de l'\u00e9tude est l'utilisation de drones, ou v\u00e9hicules a\u00e9riens sans pilote (UAV), pour la collecte de donn\u00e9es. Les UAV sont des a\u00e9ronefs t\u00e9l\u00e9command\u00e9s \u00e9quip\u00e9s de cam\u00e9ras ou de capteurs.<\/p>\n

    Les m\u00e9thodes traditionnelles comme l'imagerie satellite co\u00fbtent entre\u00a0500 et <\/span><\/span>1\u00a0000 par kilom\u00e8tre carr\u00e9, mais les drones peuvent obtenir des r\u00e9sultats similaires pour seulement\u00a050 <\/span>t<\/span>o <\/span><\/span><\/span><\/span>100. Voici quelques conclusions importantes\u00a0:<\/p>\n

      \n
    • Superposition optimale des images<\/strong>: Lopes Bento et al. (2022) ont constat\u00e9 qu'un chevauchement lat\u00e9ral de 70% et un chevauchement avant de 50% dans les vols de drones maintiennent la pr\u00e9cision tout en r\u00e9duisant le temps de vol de 40%.<\/li>\n
    • Photographie oblique<\/strong>Cheng et Matsuoka (2021) ont d\u00e9montr\u00e9 que la combinaison d'images verticales et d'images inclin\u00e9es \u00e0 45 degr\u00e9s am\u00e9liore la mod\u00e9lisation 3D des terrains en pente, r\u00e9duisant les erreurs d'\u00e9l\u00e9vation \u00e0 <1 m\u00e8tre.<\/li>\n<\/ul>\n

      Malgr\u00e9 ces avantages, l'utilisation des drones en Ukraine demeure limit\u00e9e. En 2023, seules 151 municipalit\u00e9s disposaient d'autorisations pour les relev\u00e9s topographiques par drone, principalement en raison des restrictions d'espace a\u00e9rien li\u00e9es au conflit. L'\u00e9largissement de l'acc\u00e8s aux drones permettrait d'\u00e9conomiser des millions et d'acc\u00e9l\u00e9rer la mise \u00e0 jour des cartes.<\/p>\n

      Automatisation des cartes pour minimiser les erreurs<\/h2>\n

      L'automatisation, c'est-\u00e0-dire l'utilisation de la technologie pour effectuer des t\u00e2ches avec une intervention humaine minimale, est un \u00e9l\u00e9ment fondamental des recommandations de l'\u00e9tude. La num\u00e9risation des cartes \u00e0 l'aide de scanners de 4\u00a0800\u00a0points par pouce (ppp) permet de pr\u00e9server m\u00eame les plus petits d\u00e9tails, comme les courbes de niveau (lignes reliant les points d'\u00e9gale altitude) ou les limites de propri\u00e9t\u00e9.<\/p>\n

      Une fois num\u00e9ris\u00e9es, les images a\u00e9riennes permettent aux logiciels SIG de d\u00e9tecter les changements et de mettre \u00e0 jour les bases de donn\u00e9es en temps r\u00e9el. Par exemple, un nouveau b\u00e2timent rep\u00e9r\u00e9 sur une photo prise par drone peut \u00eatre ajout\u00e9 \u00e0 la carte en quelques heures, une t\u00e2che qui prenait auparavant des semaines.<\/p>\n

      \"Automatisation<\/p>\n

      Les outils d'analyse spatiale am\u00e9liorent encore la pr\u00e9cision en calculant les risques tels que les inondations ou les glissements de terrain avec une pr\u00e9cision de 95%, contre 75% pour les m\u00e9thodes manuelles. Ces outils utilisent des algorithmes pour simuler des sc\u00e9narios, par exemple l'\u00e9coulement de l'eau lors de fortes pluies.<\/p>\n

      Un projet pilote men\u00e9 \u00e0 Odessa a d\u00e9montr\u00e9 ces avantages\u00a0: la vectorisation automatis\u00e9e (conversion des cartes num\u00e9ris\u00e9es en calques vectoriels modifiables) a permis de r\u00e9duire les co\u00fbts de main-d\u2019\u0153uvre de 1\u00a0TP4T12\u00a0000 par feuille de carte, tout en am\u00e9liorant la pr\u00e9cision des d\u00e9tails. L\u2019automatisation ne supprime pas l\u2019intervention humaine, mais la r\u00e9oriente vers des t\u00e2ches strat\u00e9giques telles que le contr\u00f4le qualit\u00e9.<\/p>\n

      Combler les lacunes en mati\u00e8re de comp\u00e9tences en cartographie<\/h2>\n

      Un obstacle majeur \u00e0 la modernisation est le manque de personnel qualifi\u00e9. Une enqu\u00eate men\u00e9e aupr\u00e8s de cartographes ukrainiens a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que 651 d'entre eux ne b\u00e9n\u00e9ficient pas d'une formation avanc\u00e9e en SIG, ce qui oblige nombre d'entre eux \u00e0 utiliser des outils obsol\u00e8tes.\u00a0Cartographe mondial<\/em>, un logiciel SIG de base.<\/p>\n

      Pour combler cette lacune, l'\u00e9tude propose des programmes de certification et des ateliers. Un partenariat avec les universit\u00e9s pour offrir des cours de SIG pourrait s'inspirer de mod\u00e8les performants comme la certification am\u00e9ricaine GIS Professional (GISP), qui atteste d'une expertise en gestion de donn\u00e9es spatiales.<\/p>\n

      Une formation pratique aux logiciels libres et open source comme QGIS (Quantum GIS) permettrait \u00e0 un plus grand nombre de personnes d'acc\u00e9der \u00e0 ces comp\u00e9tences.<\/p>\n

      L\u2019exp\u00e9rience de l\u2019Ouzb\u00e9kistan est exemplaire\u00a0: apr\u00e8s la mise en \u0153uvre de programmes de formation similaires, le pays a augment\u00e9 de 501\u00a0000\u00a0millions de livres sterling l\u2019efficacit\u00e9 de la mise \u00e0 jour de ses cartes en deux ans. Investir dans l\u2019\u00e9ducation ne se limite pas \u00e0 la technologie\u00a0; il s\u2019agit aussi de donner aux travailleurs les moyens d\u2019\u00eatre acteurs du changement.<\/p>\n

      Par ailleurs, la collaboration de l'Ukraine avec le Service cartographique norv\u00e9gien de 2018 \u00e0 2021 offre de pr\u00e9cieux enseignements. Ce projet, d'un co\u00fbt de 8 millions de dollars, a permis de mettre \u00e0 jour les cartes nationales \u00e0 l'\u00e9chelle 1:50\u00a0000 en utilisant les symboles normalis\u00e9s de l'OTAN et une base de donn\u00e9es centralis\u00e9e dans le nuage.<\/p>\n

      L'\u00e9chelle 1:50\u00a0000 signifie qu'une unit\u00e9 sur la carte correspond \u00e0 50\u00a0000 unit\u00e9s sur le terrain, offrant ainsi un bon compromis entre pr\u00e9cision et couverture. Cette approche a permis de r\u00e9duire la duplication des donn\u00e9es et d'\u00e9conomiser 15 millions d'euros en co\u00fbts inutiles.<\/p>\n

      Les citoyens ont \u00e9galement b\u00e9n\u00e9fici\u00e9 d'un acc\u00e8s gratuit \u00e0 des cartes pour l'agriculture et la planification des interventions en cas de catastrophe, ce qui a favoris\u00e9 l'engagement communautaire. Bien que ce partenariat ait \u00e9t\u00e9 une r\u00e9ussite, les cartes \u00e0 plus petite \u00e9chelle (1\/500 \u00e0 1\/5\u00a0000), utilis\u00e9es pour la planification urbaine d\u00e9taill\u00e9e, restent sous-financ\u00e9es et d\u00e9pendent de budgets locaux souvent insuffisants.<\/p>\n

      L\u2019expansion de telles collaborations pourrait aider l\u2019Ukraine \u00e0 normaliser ses pratiques cartographiques et \u00e0 obtenir des financements internationaux.<\/p>\n

      Impact \u00e9conomique des cartes topographiques mises \u00e0 jour<\/strong><\/h2>\n

      Les avantages de la modernisation des cartes topographiques vont bien au-del\u00e0 des simples am\u00e9liorations techniques. Par exemple, les mod\u00e8les SIG permettant de pr\u00e9dire les risques de glissements de terrain dans les Carpates \u2014 une r\u00e9gion sujette \u00e0 l'\u00e9rosion des sols \u2014 pourraient permettre d'\u00e9conomiser 1\u00a0450 millions de yuans par an en mesures pr\u00e9ventives.<\/p>\n

      \u00c0 Cherkasy, les agriculteurs ont d\u00e9j\u00e0 constat\u00e9 une hausse des rendements agricoles gr\u00e2ce \u00e0 l'utilisation de cartes d'\u00e9rosion des sols pour optimiser l'exploitation des terres. Ces cartes permettent d'identifier les zones o\u00f9 les sols perdent en fertilit\u00e9, ce qui leur permet de semer des cultures de couverture ou de pratiquer la rotation des cultures.<\/p>\n

      Dans des villes comme Kharkiv, les cartes 3D interactives ont permis d'optimiser l'extension du m\u00e9tro, r\u00e9duisant ainsi le d\u00e9lai de planification de six mois. Les efforts de reconstruction d'apr\u00e8s-guerre s'appuieront largement sur des cartes actualis\u00e9es pour reconstruire 12\u00a0000 b\u00e2timents d\u00e9truits et d\u00e9miner 301\u00a0030 tonnes de terres agricoles. Ces exemples illustrent comment des cartes pr\u00e9cises peuvent stimuler la croissance \u00e9conomique et am\u00e9liorer la qualit\u00e9 de vie.<\/p>\n

      Conclusion<\/h2>\n

      L'\u00e9tude de Stadnikov et ses coll\u00e8gues dresse un constat sans \u00e9quivoque\u00a0: les d\u00e9fis cartographiques de l'Ukraine sont \u00e0 la fois techniques et syst\u00e9miques. Si les drones, l'automatisation et les SIG offrent des solutions prometteuses, le succ\u00e8s d\u00e9pend de la r\u00e9solution de probl\u00e8mes plus profonds tels que le manque de financement, les lenteurs administratives et la p\u00e9nurie de comp\u00e9tences.<\/p>\n

      La centralisation des donn\u00e9es selon des normes unifi\u00e9es pourrait permettre d'\u00e9conomiser 104\u00a0000 millions de dollars par an, tandis que l'assouplissement des restrictions sur les drones acc\u00e9l\u00e9rerait la collecte de donn\u00e9es. L'acc\u00e8s public aux cartes via des g\u00e9oportails ouverts pourrait permettre aux citoyens de contribuer \u00e0 la planification locale.<\/p>\n

      Alors que le monde s'appuie de plus en plus sur les donn\u00e9es spatiales pour lutter contre le changement climatique et d\u00e9velopper des villes intelligentes (des zones urbaines qui utilisent la technologie pour am\u00e9liorer leur efficacit\u00e9), le parcours de l'Ukraine sert de mod\u00e8le aux autres nations. En misant sur l'innovation et la r\u00e9forme institutionnelle, le r\u00eave d'une cartographie topographique en temps r\u00e9el et sans erreur est \u00e0 port\u00e9e de main, et ses b\u00e9n\u00e9fices se feront sentir pendant des g\u00e9n\u00e9rations.<\/p>\n

      R\u00e9f\u00e9rence :<\/strong> Stadnikov, V., Likhva, N., Miroshnichenko, N., Kostiuk, V., et Dorozhko, Y. (2025). Exploration du potentiel des technologies de l'information g\u00e9ographique pour l'automatisation du d\u00e9veloppement et de la maintenance des cartes topographiques num\u00e9riques. African Journal of Applied Research, 11(1), 146-156.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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