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Géocodage &
Collecte des Données avec GPS
Atelier sub-régional sur l’organisation et la cartographie des recensements ,
12-16 Novembre 2007, Rabat, Maroc
Géocodage
•
Définitions:
•
Géocodage et Référence géographique
•
Définition de la géographie du recensement
• Hiérarchie administrative/statistique
• Sytème de Codage
•
Méthodes de collecte de données
• Collection Directe
• Appareiment d’adresses
•
Bénéfices pour les ONSs
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Définition du géocodage
•
“Le géocodage peut être généralement défini comme
l'attribution d'un code à une localisation géographique.
Cependant, le géocodage réfère, le plus souvent, à une
attribution plus spécifique de coordonnées
géographiques (latitude et longitude) à une adresse
individuelle.” (traduction libre)
•
Reference: UN Report of the Expert Group Meeting on
Contemporary Practices in Census Mapping and Use of
Geographical Information Systems (2007)
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2 situations:
•
Un process plus général pour assigner des codes
géographiques à des entités géographiques dans une base de
données numérique.
•
Concrètement, l’opération de géocodage consiste à affecter
des coordonnées géographiques à des adresses ou à des
objets spatiaux. Cette affectation est en général réalisée
avec des outils informatiques (géocodeurs) ou en mode GPS.
Example: Conversion des adresses de rues en coordonnées
géographiques (Lat., Long.)
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Géocodage et Référence géographique
•
Géocodage et Références géographiques:
•
L’information géographique contient soit une référence géographique
explicite (latitude & longitude ou grille de coordonnées nationales) ou
une référence géographique implicite (adresse, code postal, nom de
route…).
•
Le géocodage, processus automatique, est utilisé pour transformer
les références implicites en références explicites et permettre ainsi de
localiser les objets et les événements sur la terre afin de les analyser.
•
Géoréférencement:
•
Opération qui consiste à aligner des données géographiques à un
système de coordonnées connu de telle sorte qu'elles puissent être
mises en relation avec d'autres données géographiques pour être
analysées, interrogees et visualisées.
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Hiérarchies administratives
aux fins du recensement
Définir la géographie du recensement
Développer le système de codage géographique
Etablissement de la liste des unités administratives et statistiques
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Définition de la géographie du Recensement
•
Hiérarchie administrative:
• Etablissement d’une liste de toutes les unités administratives
et des unités statistiques de report
• Définition des rapports entre les types de limites d’unités
administratives et d’unités de report (déclarantes)
• Rapport avec les autres unités de déclaration statistique ou
de gestion (électorales, régions sanitaires, agglomérations,
etc.)
•
Délimitation des districts de recensements: “résolution”
appropriée pour les besoins de l’ONS et des utilisateurs
Compatibilité avec les unités administratives
•
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Suite…
•
Concordance avec les recensements antérieurs:
• Préserver, dans la mesure du possible, les limites du
précédent recensement;
• Si on est amené a définir de nouveaux districts de
recensements, pour augmentation de la population:
subdiviser un DR existant plutôt que de changer ses limites
• Si les limites sont modifiées, des méthodes d’aptation plus
complexes sont nécessaires
• Des fichiers de compatibilité ou d’ équivalence doivent etre
compilés: pour reportier les codes de chaque DR du présent
recensement et le code tiré d’un dénombrement antérieur.
On indique dans ses fichiers si des unités ont été divisées ou
agrégées.
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Exemple de hiérarchie
administrative
pays
région
province
district
sous-district
Localité rurale
Localité urbaine
District de recensement
“ward”
District de recensement
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Provinces
Exemple d’une
hiérarchie admin. imbriquée
Districts
Localités
Districts de
recensement
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Système de géocodage hiérarchique
• Un système de codage
• Attribuer un code unique à chaque DR:
• Traiter et grouper les données de dénombrement relatives aux
ménages dans chaque DR et agréger ces informations par unité
admin./stat. pour diffusion;
• Assurer un lien entre les données des entités géographiques du
SIG et les données tabulaires du recensement (une approche
basée pleinement sur le SIG pour la catographie censitaire).
• Flexible: possibilité d’incorporer de futures subdivisions
administratives
• Compatible avec d’autres systèmes de codage utilisés dans le pays
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Système de codage
• Pour chaque district de recensement: Un numéro de code unique
• Système hiérarchique:
•Les Unités géographiques sont numérotées à chaque niveau de la
hiérarchie administrative (intervalles entre les nombres pour
permettre des insertions ultérieures)
•Par exemple: au niveau de la province, les unités peuvent être
numérotées 5, 10, 15 et ainsi de suite (de même pour les unités
administratives de niveau inférieur et les DR).
• Plus de chiffres sont nécessaires à des niveaux inférieurs
• L'identificateur unique de chaque district de recensement (unité de
niveau le plus bas): concaténation des identificteurs des unites
admin. Unités dont fait partie le district de recensement
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Example d’un système de Codage
•Un petit pays pourrait utiliser le système de codage suivant:
Province
2 chiffres
District
3 chiffres
Localité
4 chiffres
DR
4 chiffres
•Un district de recensement qui a pour code 10 025 0105 0073
le district de recensement numéro 73 est situé dans la
province 10, district 25 et localité 105.
•Ce code unique est stocké dans la base de données comme un
entier (long) ou une chaîne de 13 caractères.
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…cont.
• La variable entière offre l’avantage de sélectionner et
intérroger facilement les sous-ensembles qui constituent le code
(SQL)
• Exemple de requête:
SELECT ID > 1203501550000 AND ID < 1203501560000
Va trouver tous les DRs au sein de la localité numéro 155 dans la
base de données ou sur la carte sous forme numérique
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(cont.)
• Des conventions de codage spéciales doivent être développées
dans le cas ou les unités admin. and les unités statistiques ne
sont pas imbriquées.
• Maintenance: les services nationaux de statistique devrait
maintenir une liste maîtresse (“Master List”) des DR et des
unités administratives et de leurs codes respectifs et de rendre
compte de changements apportés à cette Liste au SIG et à la
des bases de données du recensement.
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Autres Hiérarchies
Un pays donné
Pays
Province
District
Localite
district de recensement
Blocks
Building
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Dwelling
Coding Scheme
250131402013
Digits 1-2 = State code
Digits 3-5 = County Code
Digits 6-11 = Census Tract Code
Digit 12 = Blockgroup code
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Methods de Collecte Données
•
Deux méthods principales:
•
Collecte Directe
•
Appariement d’adresses
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Collecte Directe
•
•
Numériser à partir des cartes topographiques disponibles
Collecte directe utilisant les techniques de terrain (ex.GPS)
Numérisation à partir des cartes
topographiques
Global Positioning System (GPS)
Areas,
Street,
Dwelling
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Géocodage au numéro de rue par
interpolation linéaire:
•
Le géocodage au numéro de rue est nécessaire pour les études à
l’échelle d’une ville.
•
Ce type de géocodage est utilise lorsqu’il existe une base de
donnees detaillee du reseau de rues et un fichier d’adresses.
•
Une base de données du réseau de rues comportant la
description de la géographie des tronçons de rues, leurs noms,
côté droit et gauche et les numéros de leurs extrémités : début
droit, début gauche, fin droit, fin gauche.
•
Les coordonnées du point à géocoder sont alors calculées par
interpolation linéaire.
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Appariement d’adresses (“Address Matching”)
First Avenue
Réseau de rues
address number #99
Main Street
#2
#100
Right of Street
Left of Street
#1
#2
#1
#51
#32
Right of Street
Second Avenue
Nodes
#99
#100
Second Avenue
First Avenue
Left of Street
Tronçon de rue
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Exemple:
Géocodage de l’adresse 10 rue Nelson Mandela, New York
•
Le moteur de géocodage cherche dans le fichier de référence le
tronçon de voie associé à une plage de numéros comportant le
10, dont le type est égal à 'rue', dont le nom est égal à ‘Nelson
Mandela', et correspondant à la commune recherchée.
•
Le point est positionné sur le tracé de la rue par interpolation
linéaire du numéro de rue à positionner entre les valeurs de
numéro début et fin du tronçon
•
Niveau de précision: quelques dizaines de mètres
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Staff Expertise Recommendations
Task/condition
Direct collection
Matching
Existence of digital base map for country
Highly desirable
Highly desirable
Statistical staff with expertise in use of GPS
Essential
Not Essential
Acquisition of large numbers of GPS receivers
Essential
Not Essential
Geo-referenced list of addresses or equivalent
Not Essential
Essential
Excellent address matching algorithms
Not Essential
Essential
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Géocodage: Bénéfices pour les ONS
•
Permet de générer des cartes de haute qualité pour leur
utilisation dans la phase de collecte
•
Permet de réduire le travail requis pour mettre à jour les
cartes pour les recensements futurs
•
Les techniques de codage sont transparentes et
transférables
•
L’office National de Statistique est souvent en charge du
système de codage du pays et pourra faire valoir ceci
dans la coordination nationale pour l’infrastructure
nationale de données spatiales
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En guise de conclusion
•
Les technologies sont accessibles et permettent la
délimitation indépendamment de l'existence d'adresse
•
De nombreuses méthodes sont disponibles et les
technologies existent pour soutenir les cadres de
géocodage précis.
•
Le système géocodage constitue une valeur ajoutée pour
l'analyse géographique de données statistiques, basée sur
les SIG
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Introduction au GPS
•
•
•
•
Comment fonctionne le GPS
Sources d’erreur et de précision
Choisir un GPS
Avantages & Limites du GPS
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Global Positioning Systems (GPS)
•
La technologie a révolutionné le domaine de la cartographie au
cours des dernières années.
•
Les prix des récepteurs GPS ont chuté.
•
Les méthodes GPS ont été intégrées dans de nombreuses
applications.
•
Les groupes d'utilisateurs sont très répandus (la gestion des
reseaux publics, topographie, navigation). GPS a contribué à
améliorer et avancer la recherche sur le terrain dans des
domaines tels que la biologie, la foresterie, la géologie,
l'épidémiologie et des études de population.
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Global Positioning Systems (cont.)
•
GPS est devenu un outil majeur dans les applications
cartographiques pour le recensement
•
Localisation des élements ponctuels tels que les centres de
service ou villages
•
Les coordonnées peuvent être téléchargées ou saisies
manuellement dans un système de cartographie
numérique ou SIG, et peut être combiné avec des
informations géoréférencées existantes.
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Comment fonctionne le GPS
•
Les récepteurs GPS captent les signaux transmis depuis plus de
24 satellites de - 21 satellites actifs et trois de rechange. Le
système est appelé NAVSTAR, et est mis à jour par le US
Department of Defense
•
Les satellites tournent autour de la terre en six plans orbitaux à
une altitude d'environ 20000 kilomètres. À tout moment donné,
de cinq à huit satellites GPS sont dans le "champ de vision" d'un
utilisateur sur la surface de la terre
•
La position sur la surface de la terre est déterminée en
mesurant la distance entre plusieurs satellites, selon la méthode
de triangulation.
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The global positioning system (GPS)
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The global positioning system (cont.)
•
Les satellites GPS effectuent le tour de la Terre deux fois par
jour…
•
Le signal du satellite:
• Trois types d'informations codées, essentielles pour
déterminer une position;
•
Le récepteur:
• 1. Calcule la distance pour le premier satellite dont
l’utilisateur est capable de capter son signal.
• 2. Calcule la distance à un deuxième satellite pour lesquel il
est capable de capter un signal.
• 3. Répète l'opération décrite sous le point 2 avec un
troisième satellite .
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How GPS
determines a location’s coordinates
a
b
m e a s u re d
d is t a n c e
u
x
c
x
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Sources d’erreurs du signal GPS
•
Retards dus à des perturbations atmosphèriques
•
Dispersion des signaux en trajets multiples (“multipath”)
•
Erreurs dues à l’horloge du récepteur
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Differential GPS
Space segment
GPS satellites
Correction signal
DGPS mobile
receiving station
DGPS
ground station
Control segment
User segment
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Précision des GPS
•
Pour les récepteurs GPS relativement pas chers:
• Dans les 15 à 100 mètres pour des applications civiles.
•
Le
•
Précision de l'ordre de 3 - 10m peut être réalisée avec du
matériel très abordable et dans un délai d’observation plus
court.
Les systèmes plus chers et une collecte des données plus
longue pour chaque lecture de coordonnée peut permettre
d'obtenir une précision submétrique
•
GPS
différentiel
réduit
les
erreurs
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Séléctionner une unité GPS
•
•
•
•
•
Les récepteurs GPS disponibles dans le commerce varient en
prix et capacités techniques
Les spécifications techniques déterminent la precision avec
laquelle on peut mesurer les positions
Plus le récepteur est puissant, plus il sera coûteux
La précision des systèmes standard est tout à fait suffisante
pour de nombreuses applications cartographiques.
Récepteurs varient également en termes de facilité d'utilisation
et de capacités de suivi (“tracking”) qui sont utiles pour la
navigation
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Avantages et limites des GPS
Avantages
• Relativement peu coûteux, faciles à utiliser dans la collecte de
données sur le terrain
• Les unités modernes requierent très peu de formation pour une
bonne utilisation
• Les données recueillies peuvent être integrees directement dans
les bases de données SIG en minimisant les d'entrée de données
intermédiaires ou des mesures de conversion de données
• Couverture disponible dans le monde entier
• Une précision suffisante pour de nombreuses applications de
cartographie censitaire- haute précision réalisable avec correction
différentielle.
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Limites
•
Signal peut être dispersé dans des zones urbaines denses ou
forestières. Dans les milieux urbains denses, les erreurs
possibles du GPS standard (norme ~ 15m jusqu'à 100 mètres)
peuvent ne pas être suffisantes
•
La précision du GPS Standard peut exiger les techniques du GPS
différentiel
•
Le GPS différentiel est plus chèr, nécessite plus de temps dans le
domaine de la collecte de données, post-traitement plus
complexe pour obtenir des informations plus précises
•
Un très grand nombre d'unités GPS peut être nécessaire
pour seulement une courte période de collecte des
données.
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Where’s your Datum
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Merci pour votre attention
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Geocoding Classifications (cont.)
•
Initial creation of Civil Divisions through digitizing or
segmentation/pixel based-approaches
•
Low to Zero levels of sampling through the accurate placing
of coded units, but flexible enough to include changes
•
Appropriate detail that fits with the boundaries of a
geographic area for a given country
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•
Le principe du géocodage :
•
Le géocodage consiste à associer à un point de l’espace ses coordonnées dans un système défini. Pour un système d’information
géographique travaillant en deux dimensions, il s’agit donc de définir la position d’un point par un couple de coordonnées (X, Y). Le point ainsi
repéré peut alors être intégré dans le SIG pour y faire l’objet de traitements mettant en jeu sa position géographique.
•
Concrètement, l’opération de géocodage consiste généralement à associer à une adresse postale un couple de coordonnées (X, Y).
•
Ainsi le 10, rue Le Brun à Paris (siège de l’Institut d’Analyse Géographique) est associé au couple de coordonnées :
•
X = 601362
•
•
Types de géocodage et données de références :
Pour automatiser cette opération, les SIG sont dotés de géocodeurs qui permettent de déterminer les coordonnées d’une adresse en utilisant
des données géographiques de référence dont les coordonnées sont connues. En fonction de la précision du géocodage souhaité les données
de références peuvent être des coordonnées de communes, de rues, ou de points remarquables.
•
Y = 2426512 (dans le système de coordonnées Lambert 2 étendu).
Géocodage à la commune :
•
Dans le cas d’un géocodage à la commune le point géocodé est associé aux coordonnées du centroïde de la commune auquel il appartient.
Avec une telle méthode, toutes les adresses d’une même commune sont géocodées en un même point. Pour une commune de surface
importante, l’erreur de positionnement peut atteindre plusieurs kilomètres.
•
Ce type de géocodage peut être utilisé pour des études à l’échelle nationale, régionale ou départementale. Il a l’avantage d’être relativement
simple et rapide à mettre en œuvre.
•
•
•
•
•
Géocodage au numéro de rue par interpolation linéaire :
Le géocodage à la rue ou au numéro de rue est nécessaire pour les études à l’échelle d’une ville. Ce type de géocodage met en œuvre un
fichier de référence comportant la description de la géographie des tronçons de rues, le type de voie, leurs noms, leur commune de
rattachement coté droite et gauche et les numéros de leurs extrémités : début droit, début gauche, fin droit, fin gauche. Les coordonnées du
point à géocoder sont alors calculées par interpolation linéaire.
Exemple : Géocodage de l’adresse 10 rue Le Brun, Paris
Le moteur de géocodage cherche dans le fichier de référence le tronçon de voie associé à une plage de numéros comportant le 10, dont le
type est égal à 'rue', dont le nom est égal à 'Le Brun', et correspondant à la commune recherchée.
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Operational Considerations
•
•
•
•
Recueillir des données précises au niveau de localisations
ponctuelles (ou très faible niveau géographique tel un îlot)
et de l'attribution des codes à utiliser dans la diffusion.
Coding the centroid, building corners, or building point of
entry coordinates for a unit such as a block of land,
building or dwelling
Coordinates must contain latitude and longitude or
standardized x and y points for gridded interpolation. A Z
or Zed coordinate may represent altitude or elevation
Codes cover each geographic unit and have a
combinational relationship to distinguish different units
(Enumeration Areas/Blocks)
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Portee du geocodage ?
•
Permet une approche basee pleinement sur le SIG pour la
catographie censitaire (Movement into a fully GIS based approach to census
mapping)
•
Permet de Generer des cartes de haute qualite pour leur
utilisation dans la phase de collecte
•
Reduire le travail requis pour mettre a jour les cartes pour les
recensements futurs.
•
Aggreger des enregistrements en unités personnalisées pour
satisfaire aux exigences de l'utilisateur
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Definition of Geocoding (cont.)
•
Operationnelle
•
Le geocodage est un processus informatise qui
transforme l'information sur une unité, à partir
de laquelle les informations statistiques sont
recueillies, en un ensemble de coordonnees
decrivant la position geographique de cette
unite.
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Géocodage (ESRI)
•
Opération SIG de conversion d'adresses en données
spatiales qui peuvent être affichées en tant qu'entités
sur une carte, généralement en référençant les
informations d'adresse à partir d'une couche de données
de segment de rue.
•
Le géocodage est le processus utilisé pour
attribuer un identificateur géographique (code)
aux détails cartographiques et aux
enregistrements de données. Les géocodes ainsi
créés permettent d'apparier géographiquement les
données. (STATCANADA)ou Le géocodage est le processus utilisé
pour attribuer un code géographique à des traits physiques sur les cartes et aux
enregistrements de données. Ces codes permettent d'apparier
géographiquement les données. (STATCANADA)
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Data Maintenance
• Cleaning Addresses
• Retaining only the key address elements
• Establish a Matchcode (indicator of which
address elements will determine the
geocode)
Record Street Address
City
State ZIPcode Latitude Longitude Areakey MatchCode
1
344 East 63rd New York NY
10023
40.47
73.58
3502508100
AS0
• Eliminating extraneous characters
• Standardizing Spelling
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Quelques Problèmes
•
Besoin d’un grand nombre (coûteux), necessitant un aussi
grand nombre d’opérateurs, pour des campagnes de
mesure ponctuelles
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