Thème 5 - Cartographie

Cartographie

Cartographie numérique

Repères historiques

La donnée cartographique a pris de l'importance ces dernières années. Des plateformes collaboratives de cartographie se sont donc mises en place en France avec le site «Géoportail" et au niveau international avec «OpenStreetMap».
  • Vers 140 : le Grec Ptolémée réalise la .
  • Vers 1490 : les grands explorateurs réalisent des cartes maritimes.
  • Vers 1730 : invention du , outil permettant aux navigateurs de se localiser.
  • À partir de 1973 : conception des différents systèmes de géolocalisation ; par exemple : le GPS étant le premier crée par les américains à des fins militaires.
  • En 2004 : site internet «OpenStreetMap».
  • En 2006 : site internet «Géoportail».
  • En 2020 : (équivalent européen du GPS).

Géoportail

Le site Géoportail est une plateforme collaborative de cartographie encadrée par l'état français. Il présente de nombreux avantages :
  • Richesse du catalogue de données : cartes numériques, images aériennes, relief...
  • Diversité de services : affichage de cartes, calcul d'itinéraire...
  • Gratuité et transparence : Géoportail respecte la vie privée de ses utilisateurs.

Découverte du site


1 - Accéder au site en cliquant sur le lien suivant : geoportail.gouv.fr et taper Toulouse dans le moteur de recherche du site.
2 - Zoomer avec votre souris pour rechercher le lycée Déodat de Séverac ou taper son adresse : 26 Boulevard Déodat de Sévérac, 31300 Toulouse.
3 - Visualiser les fonds de carte possibles : onglet carte en haut à gauche.
4 - En relever 4 et préciser quelles sont les informations qu'elles apportent.
5 - Cliquer sur cartes IGN classiques et donner les couleurs utilisées pour :
  • la Garonne ;
  • un Espace vert ;
  • une voie ferrée ;
  • les bâtiments ;
  • le tram ;
  • les routes principales ;
  • les routes secondaires.

6 - En cliquant sur l'onglet outils (symbolisé par une clé, en haut à droite) citer 5 outils disponibles dans géoportail.

Utilisation des outils du site

  • Se placer sur la carte «Photographie aérienne» à l'adresse du lycée : 26 Boulevard Déodat de Sévérac, 31300 Toulouse
  • Retrouver (clic droit/adresse-coordonnées du lieu) les coordonnées GPS géographique en degrés décimaux et l'altitude du lieu et les noter.
  • Mesurer la longueur du bâtiment technique (grand bâtiment à gauche) du lycée.
  • Vérifier, approximativement, cette valeur en utilisant l'échelle de la carte (en bas à gauche). Préciser l'échelle utilisée.
  • Mesurer la surface totale occupée par le lycée (on comptera aussi les terrains de sport sur la droite du lycée).
  • Itinéraire : placer des curseurs et déterminer l'itinéraire entre les deux points : place du Capitole et lycée Déodat de Séverac.
  • Déterminer la distance en mètres et la durée en minutes pour parcourir cet itinéraire à pied ; même chose pour un trajet en voiture.
  • Expliquer l'outil «Calculer une isochrone» (accessible depuis un clic droit) et faire un exemple de 15 minutes en partant du centre de la place du Capitole à pieds. Quelle est alors la surface (superficie) possiblement couverte par tous ces déplacements ?

OpenStreetMap

Découverte de OpenStreetMap

  • À l'aide de recherche sur internet, résumer en quelques lignes ce qu'est «OpenStreetMap».
  • Accéder à OpenStreetMap en cliquant sur le lien openstreetmap.org
    Taper «Toulouse» dans le moteur de recherche, puis rechercher le lycée Déodat de Séverac.
  • Faire un clic droit/afficher l'adresse sur le lycée ; à l'aide de l'URL fournie par le navigateur, donner la longitude et la latitude
  • À quoi correspond le chiffre derrière le mot-clé «#map=» qui apparaît dans l'URL avant les coordonnées ?
  • Cliquer-droit sur le lycée puis sélectionner «Interroger les objets», ensuite déplacer la souris sur la partie gauche de la carte sur les objets correspondant au lycée. Nous pouvons voir la parcelle totale du lycée.
  • Calcul d'un itinéraire : cliquer sur la flèche en haut à gauche à coté du moteur de recherche, puis rechercher un itinéraire du lycée à votre lieu d'habitation, à vélo. Noter la distance et le temps de parcours.

Géolocalisation

Repères historiques

  • 1973 : Lancement du GPS (Global Positioning System) par les USA qui devient totalement opérationnel en 1995. Ce système utilise 31 satellites situés à 20 180 km d'altitude pour se localiser. Sa précision est de 1 à 5 m.
  • 1976 : Les soviétiques lancent leur propre système : GLONASS (Global Navigation Satellite System) qui utilisent 24 satellites situés à 19 130 km d'altitude. Sa précision est de 3 à 7 m.
  • 1993 : Premières cartes géographiques sur le web.
  • 1999 : Début de Galiléo : système de géolocalisation européen, 30 satellites prévus en 2020 avec une précision de 1 cm à 4 m.
  • 2005 : Google sort une première version de Google Earth puis Google Maps.
  • 2018 : L'inde a son système de navigation, IRNSS : Indian Regional Navigation Satellite System.
  • 2020 : Système de géolocalisation par satellite chinois : Beidou.

Se repérer sur la Terre

  • Pour savoir où ils sont sur la Terre quand ils voyagent, les hommes l'ont quadrillée à l'aide de parallèles et de méridiens, comme pour jouer à la bataille navale.
  • Le grand cercle appelé «l'équateur» sépare la Terre en deux moitiés : l'hémisphère Nord et l'hémisphère Sud. Les cercles parallèles à l'équateur sont appelés les «parallèles» et permettent de lire la latitude : c'est l'angle, vu du centre de la Terre, que forme l'équateur avec le parallèle sur lequel on se trouve. On ajoute «N» ou bien «S» pour indiquer que l'on est au Nord ou au Sud de l'équateur.
  • Les demi grands cercles allant du pôle Nord au pôle Sud s'appellent le «méridiens» et permettent de lire la longitude : c'est l'angle, vu du centre de la terre, entre le méridien de Greenwich (référence : 0°) et le méridien sur lequel on se trouve. On ajoute «W» ou bien «E» pour indiquer que l'on est à l'Ouest ou à l'Est du méridien de Greenwich.
  • La latitude et la longitude sont données en degrés décimaux ou bien en degrés-minutes-secondes (une minute est 1/60 d'un degré et une seconde 1/60 d'une minute). Par exemple : 60,5° = 60°30'0".
Remarque :
  • Les deux cercles polaires : le cercle arctique (66° 33' 48" N) et le cercle antarctique (66° 33' 48" S) représentent les limites nord et sud où le Soleil reste au-dessus ou en dessous de l'horizon pendant au moins 24 heures.
  • Les deux tropiques : le tropique du Cancer (23° 26' 12" N) et le tropique du Capricorne (23° 26' 12" S) représentent les limites nord et sud où le Soleil peut être vu directement au zénith (à la verticale) à un moment de l'année.
>
Retrouver les latitudes et longitudes de tous les points : Correction
  1. lattitude : ? 50° Nord 20° Nord 0° (équateur) 60° Sud
    longitude : ? 70° Ouest 30° Ouest 0° (Greenwich) 20° Est
  2. lattitude : ? 50° Nord 20° Nord 0° (équateur) 60° Sud
    longitude : ? 70° Ouest 30° Ouest 0° (Greenwich) 20° Est
  3. lattitude : ? 50° Nord 20° Nord 0° (équateur) 60° Sud
    longitude : ? 70° Ouest 30° Ouest 0° (Greenwich) 20° Est
  4. lattitude : ? 50° Nord 20° Nord 0° (équateur) 60° Sud
    longitude : ? 70° Ouest 30° Ouest 0° (Greenwich) 20° Est
  5. lattitude : ? 50° Nord 20° Nord 0° (équateur) 60° Sud
    longitude : ? 70° Ouest 30° Ouest 0° (Greenwich) 20° Est
  6. lattitude : ? 50° Nord 20° Nord 0° (équateur) 60° Sud
    longitude : ? 70° Ouest 30° Ouest 0° (Greenwich) 20° Est
  7. lattitude : ? 50° Nord 20° Nord 0° (équateur) 60° Sud
    longitude : ? 70° Ouest 30° Ouest 0° (Greenwich) 20° Est
  8. lattitude : ? 50° Nord 20° Nord 0° (équateur) 60° Sud
    longitude : ? 70° Ouest 30° Ouest 0° (Greenwich) 20° Est
  9. lattitude : ? 50° Nord 20° Nord 0° (équateur) 60° Sud
    longitude : ? 70° Ouest 30° Ouest 0° (Greenwich) 20° Est
exercice.png

Fonctionnement de la géolocalisation

Pour repérer la position d'un récepteur (exemple : GPS smartphone ou voiture), il faut connaître les distances entre ce récepteur et 4 satellites. Ensuite on calcule la position du récepteur par triangulation.

triangulation.jpg Illustration par Tim Gunther, National Geographic

Trames GPS

Les données sont transmises aux appareils de géolocalisation utilisant le GPS sous forme de trames.
Par exemple : $GPGGA,064036.289,4836.5375,N,00740.9373,E,1,04,3.2,200.2,M,,,,0000*0E 


$GPGGA       : $XX (2 premiers caractères) pour l'équipement et les suivants pour le type de trame
064036.289   : Trame envoyée à 06 h 40 min 36 s 289 (heure UTC = heure de Greenwich)
4836.5375,N  : Latitude 48,608958° Nord = 48° 36' 32.25" Nord
00740.9373,E : Longitude 7,682288° Est = 7° 40' 56.238" Est
1            : Type de positionnement (le 1 est un positionnement GPS)
04           : Nombre de satellites utilisés pour calculer les coordonnées
3.2          : Précision horizontale ou HDOP (Horizontal dilution of precision)
200.2,M      : Altitude 200,2, en mètres
,,,,,0000    : D'autres informations peuvent être inscrites dans ces champs
*0E          : Somme de contrôle de parité
>

Déterminer l'heure (attention à l'UTC !) de cette trame ainsi que les coordonnées et l'altitude du lieu précisé ; localiser ce lieu sur Openstreetmap :
$GPGGA,160124.231,43.5874,N,1.42839,E,1,04,3.2,139.6,M,,,,0000*AF.