Le calcul d’itinéraires avec un SIG (une application avec QGIS 3.10)

Le calcul d’itinéraires avec un SIG (une application avec QGIS 3.10)

Etienne TOUREILLE (CNRS – FR 2007 CIST, UMR 8504 Géographie-cités), Flora HAYAT (Service d’Urbanisme, Mairie de Paris)

2020 – Feuille n°6

Objectifs : 

L’objectif de ce TD est double : – une application et un contrôle des connaissances dans la manipulation des requêtes spatiales et attributaires élémentaires (vues dans un cours introductif précédents, sur des exercices réduits à la manipulation de quelques entités) ; une initiation aux problématiques du calcul d’itinéraire et à la manipulation d’un type d’objet un peu particulier en SIG : les graphes routiers. Initialement, ce travail était aussi l’occasion de familiariser les étudiant·es avec une nouvelle base de donnée, utilisée pour la réalisation d’un DM.

D’un point de vue théorique et méthodologique, l’exercice a pour objectif de faire comprendre aux étudiant·es la relativité d’un calcul d’itinéraire : selon la métrique de distance retenue, le type de contrainte imposée, via par exemple des pondérations de la vitesse à partir d’indices définis en fonction des caractéristiques du réseau. Comment est modélisé un réseau dans un SIG ? Comment l’utiliser pour effectuer ce type d’opération ? Comment construite et représenter une chaîne de traitement adaptée aux différents calculs de distance. L’objectif est donc plus largement d’exercer la capacité des étudiant·es à mettre en place une succession de questions et les solutions méthodologiques et techniques adaptées. Il propose également, en fin de travail, une brève initiation au problématiques d’algorithmie pour l’automatisation pour le recodage d’une variable, via le recours à des requêtes logiques de type : « si(…), alors(…), sinon(…) ».

D’un point de vue technique, il initie l’étudiant à la manipulation d’opération simples sur un réseau (calculs d’itinéraires, requêtes attributaires, création de nouvelles variables dans la table attributaire, application d’un indice) et permet de réviser les opérations fondamentales de visualisation et d’importation de données. Dans cet exemple, il privilégie le recours au logiciel QGIS en présentant les fonctionnalités du logiciel pour répondre aux questions.

L’étude porte sur un espace restreint à l’Ile-de-France et repose sur une combinaison de données en accès libre.  Cet exercice ne requiert pas de compétence particulière concernant la manipulation de réseau ou de connaissance en théorie des graphes, mais doit néanmoins se situer en aval d’un cours d’initiation aux tableaux d’information géographiques (types de variables, modalités de codage) et aux outils SIG (manipulation de l’interface, importation de données, requêtes attributaires, requêtes spatiales comme les recherches d’individus par intersection et inclusion, tout particulièrement).

L’exercice avait initialement été pensé pour un public de non spécialistes (des étudiants en Master 1 de logistique), ne disposant d’aucune connaissance en géographie universitaire ou en géomatique a priori du cours. Cette configuration explique le recours à des bases de données et des manipulations simplifiées qui peuvent être raffinées et complexifiées à l’envie par l’enseignant. Pour focaliser le travail sur le traitement et l’analyse, les données étaient fournies au début du cours. Il est néanmoins possible d’imaginer que la recherche des données pertinentes pour la réalisation de l’exercice peut être un exercice préalable à la séquence proposée. La spécialité du public ciblé explique le choix des calculs d’itinéraires : pour des étudiant·es intéressés par les problématiques de suivi de flottes de camion ou d’optimisation de parcours, cet exercice permet de proposer une sorte de « dessous des cartes » des outils auxquels ils peuvent être familiers dans le cadre de leurs stages (logiciel de suivi de flotte, navigateur GPS, par exemple). Pour d’autres publics, il constitue un objet original pour aborder des problématiques générales liées au calcul des distances en analyse spatiale et en SIG.

Le support de cours original – même si sensiblement modifié depuis le dépôt de cette feuille – est fourni avec les bases de données utilisées, un corrigé rédigé comprenant les réponses aux questions (seconde partie du document) et un exemple de résultats attendus (fournis avec les bases de données). Les principales modifications apportées à l’exercice pour sa publication sont liées aux évolutions du logiciel QGIS. La version présentée ici est adaptée à l’utilisation de la dernière version publiée à ce jour (QGIS 3.10). Originellement prévu pour QGIS 2.18, on précise que, moyennant des modifications mineures, il est également adapté pour des versions plus anciennes du logiciel (2.18 et postérieures).

Cet exercice a été réalisé en semi-autonomie par les étudiant·es sur un créneau de 3 heures. La mise à disposition du corrigé, comme le niveau de détail des solutions proposées, permet également d’envisager cette séquence en autonomie complète ou sous la forme de DM. Pour un public de non spécialistes, qui plus est de niveaux hétérogènes, une plage horaire de 4 heures serait sans doute préférable pour travailler dans des conditions optimales. Dans le cas d’un groupe très hétérogène, la constitution de groupes de niveaux dans la classe correspondant à des niveaux d’autonomie a été une solution envisagée pour laisser les étudiants les plus avancés et ayant le plus d’affinité avec ce type d’exercice trouver les solutions eux-mêmes. Plus d’informations sur les contraintes de l’exercice sont fournies en introduction.

Type : Feuille de TD

Niveau : L3 à M2 (fin d’une progression d’initiation ou début d’un cours de renforcement)

Mots-clés : Calcul d’itinéraire, graphe routier, SIG, QGIS, géomatique, Ile-de-France, France

Pour citer cette Feuille : Toureille E. et Hayat F,, 2020. “Le calcul d’itinéraires avec un SIG (une application avec QGIS 3.10)”, Feuilles de géographie, 2020-6, 36 p.

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Annexe 1 : Base de données utilisées pour l’exercice (fichiers .shp)

Annexe 2 : Bases de données du corrigé de l’exercice (fichiers .shp)