TABLE DES MATIÈRES

Mais au fait, où est le problème ?

    Le problème qui se pose généralement dans les SIG, est de superposer des couches d'information qui sont exprimées dans des systèmes de coordonnées différents.
Plusieurs solutions peuvent être envisagées :

1. On prend la couche 1, on la convertit à l'aide d'un outil de transformation de coordonnées dans le système de coordonnées de la couche 2. Puis on visualise nos deux fichiers en superposition (c'est grosso modo ce que l'on fait dans arcview, ou avec un outil comme JTransfoCoord).
2. Chaque couche d'information est géoréférencée (le système de coordonnées est précisé dans le fichier de données), et chaque fois qu'on importe une nouvelle couche dans une carte, une conversion "à la volée" des coordonnées permet de superposer les nouvelles données aux données déjà présentes (c'est plus ou moins comme ca que fonctionnent MapInfo ou ArcGis).

Comment définit-on le système de coordonnées ?

    On le voit, le premier problème est de bien définir le système de coordonnées dans lequel  notre jeu de données est exprimé. On parle aussi de CRS pour "Coordinate Reference System".
Beaucoup de SIG confondent la notion de système de coordonnées avec celle de projection alors que la projection n'est qu'un des nombreux paramètres d'un système de coordonnées.
    En fait, pour définir complètement un système de coordonnées terrestre on a besoin de connaître :

• le système géodésique : il définit (implicitement) le centre et les axes d'un repère orthonormé. S'il existe de nombreux systèmes géodésiques, c'est simplement que chaque réseau géodésique local (et ils sont nombreux !) définit implicitement un repère orthonormé qui a son propre centre et sa propre orientation. Ce centre et cette orientation rendent bien compte des observations locales, mais pas forcément des observations faites sur un autre continent. Avec le positionnement par satellite et le GPS, ces systèmes sont peu à peu remplacé par un système mondial souvent référencé dans les SIG sous le nom de WGS84.

<>Les systèmes géodésiques en usage en France sont la NTF (Nouvelle Triangulation Française), ancien système ou système "local" (adapté à la France uniquement), et le RGF93, issu des observations GPS et rattaché aux systèmes mondiaux WGS84 et ITRS.

• l'ellipsoïde est la forme mathématique qui permet le mieux d'approximer la forme de notre terre qui est irrégulière. La taille et l'aplatissement de cet ellpsoïde, ont été déterminés au cours d'expéditions célèbres qui ont aboutit à plusieurs définitions. Les ellipsoïdes utilisés en France métropolitaine sont l'ellipsoïde de Clarke 1880 (associé à l'ancien système NTF), et l'ellipsoïde GRS80 (associé au nouveau système RGF93).

• le méridien origine : le choix d'un méridien origine combiné au choix d'un ellipsoïde permet de passer du système de coordonnées cartésiennes (virtuellement défini par le système géodésique) à un système de coordonnées géographiques où les points sont localisés par deux angles (la latitude et la longitude) et par une hauteur ellipsoïdale. En France, le méridien de Paris, utilisé en association avec la NTF, sera peu à peu abandonné au profit du méridien international de Greenwich, associé au système RGF93.

• la projection : pour répondre au besoin de positionner des points situés à la surface de la terre (surface courbe) sur un plan (carte ou écran d'ordinateur), les géographes ont inventé des transformations que l'on appelle généralement projections, et qui peuvent prendre de multiples formes en fonction des contraintes que l'on s'impose ou de la région du globe que l'on veut représenter. Les projections peuvent avoir une vocation internationale comme la projection UTM, ou locale, comme la projection Lambert zone I adaptée au nord de la France. Un certain nombre de paramètres numériques définissent chaque projection.

• les unités : les coordonnées resteraient ambigues si on ne précisait les unités dans lesquelles elles sont exprimées (coordonnées géographiques en degrés, en grades ou en radians, coordonnées cartographiques ou projetées en kilomètres ou en mètres).

Comment passe t-on d'un système à l'autre ?

    Le plus souvent, les coordonnées que l'on manipule sont exprimées dans un système de coordonées projeté. Celà ne va pas nous simplifier la vie !
En effet, le changement clé pour passer d'un système à l'autre est le changement de système géodésique, qui définit l'origine même du système. Il nous faudra donc procéder étape par étape :

1. transformation des coordonnées projetées ou cartographiques en coordonnées géographiques (longitude et latitude)
2. transformation des coordonnées géographiques en coordonnées cartésiennes (XYZ)
3. changement de système géodésique (changement de repère)
4. transformation des nouvelles données cartésiennes en coordonnées géographiques
5. projection des nouvelles coordonnées géographiques dans la nouvelle projection

    Attention, si on effectue un simple changement de projection (ex. Lambert 2 étendu --> Lambert 93) sans préciser qu'il y a également un changement de système à faire, un outil de transformation de coordonnées peut très bien accepter et renvoyer des coordonnées projetées en Lambert 93 mais basées sur le système NTF (l'étape 3 ayant été sautée), ce qui n'a aucun sens et compromet fortement les chances de pouvoir partager ses données avec d'autres utilisateurs.

    Bien sur ce processus peut parfois être allégé (si on reste dans le même système géodésique ou si on passe d'un système de coordonnées géographique à un autre), mais il peut également être plus compliqué :

• si l'on veut prendre soigneusement en compte les altitudes

• si l'on considère qu'il n'y a pas une transformation unique et idéale pour passer d'un ancien système géodésique (local) au nouveau système mondial mais une transformation globale assez approximative et des petits ajustements locaux qui permettent de mieux rendre compte des déformations de l'ancien réseau par rapport au nouveau (c'est notamment le cas du passage de NTF vers RGF93, et la raison pour laquelle IGN préconise l'utilisation d'une grille d'interpolation).
  

    D'autres problèmes subtiles peuvent mettre les nerfs de l'utilisateur de SIG à rude épreuve :

• tous les SIG n'utilisent pas les même algorithmes de transformation,

• les paramètres de transformation proposés par les SIG sont les mêmes pour effectuer la transformation dans un sens ou dans l'autre. Hors, les transformations ne sont pas toujours réversibles (se méfier des changement de système géodésique ayant de forts paramètres de rotation)

• les paramètres de transformation utilisés par les SIG ne sont pas toujours très accessibles

• la manière de gérer les coordonnées (nombres entiers, flottant, virgule fixe) est différente d'un SIG à l'autre

• la troisième dimension (altitude) est généralement ignorée lors de la transformation, voire mise à mal

• ...

Le logiciel JTransfoCoord

    Le logiciel JTransfoCoord pallie à un certain nombre de déficiences observées dans les logiciels commerciaux en offrant les caractéristiques suivantes :

• changement de système géodésique utilisant la transformation à 7 paramètres

• possibilité d'utiliser des paramètres distincts pour la transformation directe et la transformation inverse (voir cas de la Réunion)

• possibilité d'utiliser une grille de paramètre (cas de la transformation NTF --> RGF93)
• possibilité de gérer les altitudes (prise en compte d'un modèle de géoïde
• possibilité de fixer la résolution en sortie (nombre de décimales)
• gestion des formats mif, shapefile, geoconcept et dxf (implémentation partielle)
• possibilité de définir ses propre systèmes de coordonnées et ses propres transformation en XML