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Séminaire en technologies de l’information

GIS 354 - Cours 5 : Introduction aux Systèmes d’Information Géographiques

Mokhtar SAADA3 juin 2005

2Introduction aux Systèmes d’information Géographiques - M. SAADA - Été 05

Contenu de la présentation

Le SIG par l’exemple SIG Vs. SI (définition) Données spatiales Les cartes dans un SIG L’analyse spatiale


Quelques exemples

4Introduction aux Systèmes d’information Géographiques - M. SAADA - Été 05Source: Boyles David, 2002. GIS means Business. Volume 2, ESRI, Redlands, p.5.

De petite échelle…


... à grande échelle


Données

géographiques

et descriptives

Le SIG :Une BDD dans une carte


Exp. : Distribution de l’emploi

Les 95 Comtés au Tennessee (2001)

Min: 210 max: 35,124 moyenne: 4,646

Énoncés de la première loi géographique : tout et chaque phénomène est relié à tous les autres, mais des phénomènes proches dans l’espace auront tendance à être d’avantage liés que des phénomènes éloignés (Tobler 1970)


Requête directe

Taux d’occupation ?


L’aspect visuel et interactif


SIG vs. SI


Rappel de la définition d’un SI Un Système d’Information (SI) est un

ensemble de composantes inter reliées qui recueillent de l’information, la traitent, la stockent et la diffusent afin de soutenir la prise de décision et le contrôle au sein de l’organisation. (Laudon et Laudon 2001)

Décision

Collecte Stockage Traitement Diffusion


Une définition

Un Système d’information Géographique (SIG) est un SI qui offre la possibilité de traiter des données géographiquesdonnées géographiques et de procéder à des analyses spatialesanalyses spatiales en vue de les visualiservisualiser pour assister les gestionnaires dans leurs prises de décision.décision.


GIS ?

En anglais Géographic Infirmation System (GIS)

GIS, what’s in the S? Systems: the technology Science: the concepts and theory Studies: the societal context

Ron Briggs (2005), UTDallas, Intro to GIS


Les fondements du SIG

Technologies de l’Information et des Communications & SI

Les Sciences Géographiques

Les domaines d’application

CartographieStatistiques spatiales

Géographie(s)


Les données Spatiales


De la réalité aux données

Réalité

Phénomènes(objet tangible tel maison, évènement tel accident,,

être vivant tel personne, concept tel lot)

composée de

Classe d'objets (entités) ex.: maison

modélisés par

Attributs ex.: nombre d’étagesOpérations ex.: calcul de la valeur marchande

décrites par

Donnée ex.:2

qui contiennent ou produisent une

Source: Y. Bédard & S. Larrivée (2000). Notes de cours. Département des sciences géomatiques, Université Laval, Québec.


Classe d'objets

La relation en pointillé est facultative

Source: Y. Bédard & S. Larrivée (2000). Notes de cours. Département des sciences géomatiques, Université Laval, Québec.

Classe spatialeex.: maison

Classe non spatialeex.: personne

localisation spatiale indirecte

ex: personne réside dans maison

ou

attributs graphiquesex.: couleur, niveau, poids

attributs géométriquesex.: X, Y, rayon, superficie

réfé

renc

ée

spat

iale

men

t par représentée par

Attributs descriptifsex.: prénom, nombre d'étages, adresse

Classe géométriqueex.: polygone, ligne, point

décr

ite p

ar

décrite par

localisée par

localis

ée par

ou

Classe d’objets et attributs


Ce qui est spécifique aux SIG

Collecte Stockage Traitement Diffusion

•Arpentage•Télédétection•Photo aérienne •Numérisation•GPS•Géocodage•Cellulaire•RTLS

•Couches de données•Analyses spatiales•Modèles et théories

•Cartes Vecteur Raster•Tables

•Visualisation•Internet•Impression

•Pré-traitement• Fusion• intégration


Les composantes d’un SIG Acquisition de données et Input standardisation et formatage. Stockage de données stockage des données et de leurs structure.

Extraction des données DataBase Management System (DBMS) permet de gérer les données spatiales et leurs attributs

Manipulation et analyse des données ces traitement peuvent être

faits sur d’autres logiciels en lien dynamique avec le SIG. Il s’agit des analyses spatiales et mathématiques.

Visualisation et Output cartes, tableaux et graphes. Peuvent être sous

forme de rapport imprimé ou d’un affichage interactif. Systems Management organise les données et assure le transfert de

l’information.

Rhind (1981)


Ce qui distingue les SIG des SI

Carte

BDDSpatiale

Analyse Spatiale

RequêtesRequêtes

VisualisationVisualisation

Analyses simplesAnalyses simples

ModélisationModélisation

Aide à la décisionAide à la décision


Les outils d’acquisition des données Arpentage Télédétection Photo aérienne Numérisation GPS Géocodage Cellulaire RTLS


Les systèmes de géoréférencement


L’intégration des données : Le géocodage Le géocodage est le rattachement des données à un

système de référencement spatial. Ainsi, les données deviennent visibles sur une carte.

La précision dépend du découpage adopté mais aussi de la qualité des cartes. Il est théoriquement possible d’avoir un géocodage en XYZ.

Les listes de clients ne sont jamais fiables à 100% Le code postal permet un bon compromis de géocodage


Le zoning comme référence spatiale

Parcelle individuelle

Districts de recensement

Districts des Codes postaux

Parcelle individuelle

Districts de recensement

Districts des Codes postaux


Le géocodage en Codes postaux

Code postal à sherbrooke

J1J xxx Nord

J1K xxx Mt BelleVue

J1L xxx Nord Est (carrefour)

J1E xxx Fleurimont

J1G xxx Est

J1H xxx Ouest

J1N xxx Rock-Forest

J1M xxx Lenoxville

J0B xxx Saint-Élie-d'Orford

Région de tri d'acheminement (RTA)comprend en moyenne 7 000 ménages

Unité de distribution locale (UDL)comprend en moyenne 15 ménages


Le géocodage en Codes postaux


Les cartes dans un SIG


0 1 2 3 4 5 6 7 8 90 R T1 R T2 H R3 R4 R R5 R6 R T T H7 R T T8 R9 R

Monde réel

Représentation vecteur

ligne

polygone

point

Représentation raster

Distinction Raster et Vecteur


Distinction Raster et Vecteur


La vectorisation

Extraction de couches(Layers)


Les couches de données

Relation dynamique


Fonctionnalités d’un SIG

• Explorer une base de données• Analyser des faits ou des phénomènes • Synthétiser un ensemble d’observations et/ou de variables• Présenter un diagnostic ou le résultat des analyses


L’analyse spatiale


L’analyse spatiale

Raisonnement qui permet de déduire les caractéristiques d'un phénomène en faisant intervenir des données à référence spatiale.

À titre d'exemple, on peut circonscrire les maisons situées à moins de 3 kilomètres d’un commerce.

www.mrn.gouv.qc.ca/territoire/geomatique/geomatique-vocabulaire.jsp


Les composantes de l’analyse spatiale Analyse statistique de la distribution

spatiale. (mesures : concentrations, dispersions et disparités)

Interaction spatiale (modèles gravitaires et estimation des déplacements)

Modèles de localisation et d’implantation Corrélation spatiale (auto corrélation et

régression spatiale)

Longley et al. 1999


Auto corrélation spatiale Objectif : mesurer le niveau de ressemblance

entre voisins Hypothèse : Deux objets sont considérés

comme voisins s’ils sont à une distance inférieure à un seuil donné

Principe : comparer la variation d’une variable entre unités spatiales voisines prises 2 à 2, à la moyenne des variations observées dans l’ensemble des unités spatiales.

Méthode : Indice I de Moran ou c de Geary pour mesurer le niveau de ressemblance entre lieux voisins et lieux éloignés


L’analyse des réseaux

• Chaque élément linéaire du réseau est un segment;• Chaque élément ponctuel est une intersection;• Chaque segment se connecte à deux intersections;

nœud nœud

nœud

nœud

nœud


Les trois typesd’analyse de réseau:

• Détermination d’itinéraire(Tracing analysis)

• Identification du parcoursoptimal (Routing analysis)

• Allocation de réseau(Network allocation) ex.franchise


Détermination d’itinéraireIl s’agit d’identifier les connexions du réseau pour un point donné et dans une direction donnée en respectant certaines contraintes (éviter les sens uniques et les virages à gauche).


Identification du tracé optimalIl s’agit de déterminer le parcours optimal pour le mouvement de ressources entre des points du réseau en tenant compte des distances, des nœuds, des détours, des coûts et du temps.

• Si le critère est la longueur du réseau, l ’itinéraire optimal sera le plus court.

• Si le critère est la rapidité du réseau, l ’itinéraire traversant le moins d ’intersections sera retenu


Allocation de réseauIl s’agit d’identifier une intersection comme un centre d ’intérêt pour chercher ensuite la portion du réseau qui mène à ce centre en respectant certains critères.

Exemples• le temps maximal;• la distances maximales

vers le centre;• la capacité du centre.


Les courbes isochrones

Courbes délimitant la zone de chalandise d’un point de vente pour un temps de déplacement maximum donné.

Lorsqu’une zone de chalandise est découpée par des courbes isochrones, chaque point d’une courbe correspond à un temps de déplacement donné.

Les courbes ne sont pas concentriques car déformées par l’influence variable des voies d’accès sur le temps de déplacement.


Temps d’accès au centre ville

Isochrones à partir de la ville de Bussy (région parisienne)

0 à 30 min. 30 à 60 min. 60 min. et plus

0 à 30 min. 30 à 60 min. 60 min. et plus


Zones à moins d’1 h de galeries de la capitale

Zones à moins d’35mn de Grande Place

Zones à moins d’1 h du Carrefour d’estrie

Zones à moins d’1 h des galeries de la capitale

Zones à moins de 35mn de la Grande Place

Zones à moins d’1 h du Carrefour d’Estrie

Average household income(projected: 2005)by Forward Sortation Area

$0

$50,000

+$100,000

Estimation théorique des zones de chalandise


L’analyse d’une zone de chalandise


La zone de chalandise est le territoire qui accueille la plus grande majorité (80 à 90 %) des clients d’un point de vente.

La délimitation de la zone de chalandise permet de savoir où sont les clients (actuels ou éventuels) Il sera ainsi possible de les quantifier et de les qualifier.

La zone de chalandise est souvent décomposée en trois zones concentriques par les courbes isochrones. (primaire, secondaire et tertiaire)

La zone de chalandise et sa délimitation


Le tracé de la zone de chalandise n’est pas évident car c’est là où la demande est la plus dispersée.

Le bornage théorique polygonal de la zone de chalandise se fait généralement d’après la loi gravitaire de Reilly et du principe des points de rupture de Converse.

La théorie des places centrales (un des modèles gravitaires) apporte trois concepts essentiels dans l’analyse de la zone de chalandise: La hiérarchie dans les places centrales La portée d’un produit Le seuil de demande



Pour un point de vente opérationnel, la zone de chalandise est calculée empiriquement.

La zone de chalandise calculée empiriquement nécessite des collectes de données Ad-Hoc. Les pratiques les plus courantes sont les suivantes: Collecte du code postal des clients à la caisse Enquête auprès d’un échantillon de clients du point de

vente Tirages promotionnels Relevé des plaques d’immatriculation (peu fiable)



Il est impossible pour des commerces qui évoluent dans un environnement concurrentiel (ex: les épiceries ou les réseaux de franchise) de définir leur stratégie marketing sans une analyse de leur zone de chalandise.

Les analyses les plus efficaces portent sur les variables suivantes: La part de marché (partage du gâteau) Le taux de pénétration (ciblage) La fidélité de la clientèle (communication/promotion)



Découpage du marché

ConsommateursMarché Potentiel

Non ConsommateursAbsolus

Prospects

Marché Actuel

Le taux de pénétration = ------------MA

MP


Découpage du marché

Inconditionnels Fidélisés Fragiles Convertibles Disponibles Ambivalents Distants Réfractaires


L'indice de saturation

Plus l'indice de saturation est bas, meilleures seront les chances de réussite du nouveau commerce

IS =Nb. de consommateurs X Dépenses par consommateur

Nb. de pieds carrés disponibles aux fins du commerce de détail


Le potentiel de vente dans une zone de chalandise

Nombre de ménages dans la zone de chalandise X Montant que dépense chaque ménage pour le produit étudié

= Taille globale du marché X la part du marché (en %)

= Chiffre d'affaires probable


Les modèles et théories


Les modèles d’analyse spatiale Théorie des places centrales de Christaller &

Losch Théorie du minimum de différenciation Théorie de l’implantation des sites de

production de Weber & Von Thunen Modèle gravitaire de Reilly Modèle probabiliste du territoire de Huff Modèles d’auto corrélation


Hotelling's "Stability in Competition"

Sur une plage où les baigneurs sont uniformément répartis.

Deux vendeurs de crème glacée se partagent le territoire. Ils ont une offre identique.

Le coût de déplacement est identique pour tous les acheteurs.


Hotelling's "Stability in Competition"

Au départ, A et B ont des parts de marché égales

A se rapproche de B pour augmenter sa part de marché

Pour récupérer sa part de marché, B passe de l’autre côté de A

Au final, les deux vendeurs se partagent le marché en se positionnant au centre

…


Les conclusions de Hotelling

La concurrence exerce une force centripète. Qui se ressemblent, s’assemblent.Qui se ressemblent, s’assemblent.

La concentration implique un meilleur rayonnement

Le principe du minimum de différenciation.

La localisation du point de vente a un effet direct sur le potentiel commercial.

Le comportement du consommateur est au cœur des dynamiques concurrentielles.


Conclusion

Limite des modèles théoriques basés sur le comportement rationnel.

Limite des SIG actuels au niveau du traitement de flux.

Les SIG ne peuvent pas donner LA solution, c’est à l’analyste de décider.

La localisation permet de « contextualiser » les données qui deviennent plus pertinentes et enrichissent l’information

L’espace est en même temps résultante et générateur de connexions

L’espace est index et qualificatif


CAS PRATIQUECAS PRATIQUE implantation dans un environnement

concurrentiel Ville de Sherbrooke Choix de site d’implantation pour un

Club Vidéo pour enfants Ciblage Paysage concurrentiel Partenariat avec Provigo


Choix du site d’implantation (site selection) Taille et densité de la ville Caractéristiques économiques et socio-

démographiques Localisation de la clientèle cible Évaluation du potentiel actuel et futur Caractéristiques du lieu de l'implantation Voisinage attractivités et répulsions Emplacement des concurrents Access, accessibilité et visibilité Flux piéton et véhicules Politique d’implantation (retail location)


Exercice Récupérer la référence suivante : Progress in computational methods for representing geographical

concepts Authors: Egenhofer M. J.; Glasgow J.; Gunther O.; Herring J. R.; Peuquet

D. J. Source: International Journal of Geographical Information Science, 1

December 1999, vol. 13, no. 8, pp. 775-796(22) Faire un résumé d’une page maximum Faire un graphique ou un tableau représentant la

relation entre les concepts qui vous semblent les plus pertinents

L’évaluation porte essentiellement sur l’esprit de synthèse

À remettre le 10 juin 2005 sur papier ou par courriel : [email protected]

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