Données SIG − Qu’est-ce que la précision de localisation et pourquoi est-elle si importante?

October 4, 2019

Les considérations en matière de précision de localisation des données spatiales sont particulièrement importantes dans les infrastructures de données spatiales (IDS), où les utilisateurs ont accès à un ensemble disparate de couches de données qui datent de différentes années et qui ont été recueillies différemment et à d’autres fins que celles pour lesquelles elles sont utilisées. Lorsqu’un utilisateur d’IDS rassemble des couches de données assorties pour les afficher et les analyser sur une carte, des divergences spatiales peuvent se manifester de façon apparente entre les couches. Ces divergences rendent les données difficiles ou impossibles à utiliser aux fins d’analyse. Autrement dit, il est normal d’être pointilleux à l’égard des données que vous fournissez dans votre IDS afin de vous assurer que la précision de localisation horizontale répond aux critères de votre utilisateur d’IDS. Lisez le blogue suivant pour en savoir plus sur la précision de localisation.

Il y a quelque temps, lorsque l’établissement de l’emplacement par GPS devenait de plus en plus répandu, je travaillais avec un client qui souhaitait tester un nouvel équipement GPS. Il était surtout préoccupé par la précision de localisation répétée. En d’autres termes, il voulait obtenir les coordonnées de latitude et de longitude d’un point, se déplacer vers d’autres points de cheminement, puis retourner à certains des emplacements initiaux pour voir s’il y avait un glissement dans les coordonnées de position. Pour effectuer quelques essais initiaux et la vérification visuelle secondaire, nous avons décidé de choisir quelques emplacements faciles d’accès et dont les coordonnées pouvaient être facilement déterminées. Les meilleurs emplacements que nous avons déterminés étaient les passages à niveau routiers et ferroviaires.

Le client m’a fourni des données SIG pour les routes et les chemins de fer, que j’ai chargées dans mon SIG. Les données, et surtout les passages à niveau ferroviaires, étaient superbes à l’écran. Nous avons donc commencé à utiliser le fichier pour déterminer la précision de notre GPS. Nous avons pris la route et utilisé l’équipement GPS pour obtenir les coordonnées de latitude et de longitude de plusieurs passages à niveau routiers et ferroviaires. Lorsque nous avons rapporté ces coordonnées au laboratoire pour approfondir notre analyse, nous avons été surpris de constater que les points GPS recueillis semblaient très différents selon leur emplacement par rapport aux emplacements des passages à niveau ferroviaires sur la carte.

Carte montrant les entités routières (en rouge) et ferroviaires (en bleu). La vérification secondaire de la précision du projet consistait à mesurer l’emplacement des passages à niveau routiers et ferroviaires à l’aide du GPS. Ces points sont indiqués à l’intérieur du cercle brun pour l’un des passages à niveau.

Comme les points étaient très éloignés, nous avons cru que notre appareil GPS ne fonctionnait pas bien. Nous avons donc emprunté d’autres appareils GPS, et nous sommes repartis sur la route pour recueillir les mêmes emplacements de points. Lorsque nous avons chargé et représenté sur la carte l’ensemble des coordonnées GPS nouvellement recueillies, nous avons tiré la même conclusion. Les coordonnées GPS n’étaient toujours pas aussi près des passages à niveau des routes et des chemins de fer que ce qui s’affichait dans les données cartographiques.

Si le problème ne venait pas de l’équipement GPS, il venait alors sûrement des données SIG. Malheureusement, le client n’avait pas de métadonnées sur les fichiers de données routières et ferroviaires. Nous n’avions donc aucun moyen de vérifier la provenance des données. Nous avons commencé à examiner les suspects habituels : un système de référence erroné, différentes projections cartographiques et d’autres erreurs systématiques. Il n’y avait aucun problème de ce côté. D’après ce que nous pouvions voir, toutes nos données étaient bien spécifiées et nos processus de collecte et de cartographie étaient corrects.

Une analyse plus poussée nous a permis de déterminer que la plupart des emplacements que nous avions ciblés correspondaient bien aux données de la carte routière, mais pas à celles des chemins de fer. Nous avons donc soupçonné un problème avec les données SIG reçues sur les chemins de fer et avons commencé à enquêter là-dessus. Toutes les données ferroviaires affichées sur la carte étaient exactes; cela semblait être un portrait fidèle des voies ferrées. Le client a par la suite fait quelques recherches pour voir s’il pouvait déterminer la source des données ferroviaires. Il nous a finalement répondu que la couche ferroviaire provenait de l’Atlas national du Canada et que la couche routière provenait d’une carte topographique nationale.

Voici nos conclusions : l’équipement GPS avait une précision de localisation nominale de 1 à 2 mètres, tandis que les données routières de la carte topographique ont été cartographiées à l’échelle 1:50 000 et avaient une précision de localisation relative d’environ 10 mètres. Les données de l’Atlas du Canada ont été cartographiées à l’échelle 1:1 000 000 et avaient une précision de localisation relative de quelques centaines de mètres. Il n’est donc pas étonnant que les données ne correspondaient pas de façon exacte – la précision de localisation des trois ensembles de données était très différente.

Carte montrant les mêmes données recueillies à différentes échelles. Le réseau ferroviaire topographique (en rouge) a une précision d’environ 10 mètres. Le réseau ferroviaire de l’Atlas national (en bleu) a une précision de quelques centaines de mètres.

Carte montrant à quels points les mêmes données peuvent être éloignées pour certains emplacements. La différence entre les deux versions de données ferroviaires (pour un emplacement montrant un grand écart horizontal) est de plus de quatre kilomètres.

En résumé, si les positions des différents objets et entités d’une carte sont inexactes, cela peut poser problème. Il s’agit là d’une considération particulièrement importante pour les infrastructures de données spatiales, car les utilisateurs doivent fréquemment consulter et analyser diverses couches de données recueillies à différentes échelles et provenant de sources multiples. De nos jours, toutes les données sont en principe collectées pour être « utilisables par un GPS ». Autrement dit, les données doivent être suffisamment précises pour que vous puissiez localiser un objet ou une entité à l’aide d’un appareil GPS. Alors, recueillez vos données de façon aussi précise que possible et généralisez-les pour les visualiser et les analyser à des échelles cartographiques plus petites au besoin.

Ce billet a été écrit en anglais par Gordon Plunkett et peut être consulté ici.

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