Les Système de Coordonnées
Dans les domaines de la cartographie, de la géolocalisation ou des systèmes d’information géographique (SIG), il ne suffit pas de connaître la position d’un point (ses coordonnées): encore faut-il savoir dans quel cadre spatial cette position est exprimée. Sans un système de coordonnées clairement défini, les données géographiques deviennent ambigües, incompatibles entre elles, voire inutilisables. Comprendre les fondements des systèmes de référence spatiale est donc une condition essentielle pour produire, partager ou interpréter correctement toute information localisée sur la Terre.
Il existe de (très) nombreuses façon d'exprimer les coordonnées d'un point. La valeur des coordonnées dépendent du système de coordonnées dans lequel elles sont exprimées:
Il existe deux types de systèmes de coordonnées principaux.
Les système de coordonnées géographiques
Les système de coordonnées géographiques possèdent deux composantes.
Un ellipsoïde de référence qui modélise la forme approximative de la Terre (GRS80, Clarke 1866, WGS84)
Représentation des différents ellipsoïdes de référence
Un système de référence (ensemble de règles qui qui permettent de définir la position d'un point, autrement dit, la définition des coordonnées). Dans ces systèmes, tout point peut être repéré avec des coordonnées exprimées en latitude et en longitude basées sur des unités de mesure angulaires (degrés décimaux ou degrés, minutes, secondes)
Représentation des coordonnées d’un point en degrés décimaux
Les système de coordonnées projetées
Les système de coordonnées géographiques possèdent trois composantes.
Un ellipsoïde de référence,
Une projection cartographique spécifique (UTM, Lambert CC, Mercator) qui transforme les coordonnées géographiques (lat, long) en coordonnées planaires (x, y)
Déformations associées aux différentes projections
Un système de référence. Tout point peut alors être repéré avec des coordonnées aux unités de mesure linéaires (m). Cependant, la projection implique des déformations, il n'est pas possible de conserver là la fois la justesse des angles et des surfaces.
En bref, pour obtenir une représentation cartographique en coordonnées projetées, on réalise les étapes suivantes :
Et les datums ?
Les datums (ou systèmes géodésiques) sont une modélisation de la Terre afin d'exprimer des coordonnées géographiques. Ils sont définis par une origine (position par rapport au centre de la Terre), une orientation (axes des pôles et d’un méridien), une ellipsoïde (surface représentant le géoïde), une unité angulaire et un ensemble de projection généralement associées.
Un exemple complet de datum : RGF93
- Ellipsoïde associé : IAG GRS 1980
- Orientation : Nord Est
- Méridien origine : Greenwich
- Unité angulaire : degré sexagésimal
- Représentations planes généralement associées : Lambert 93, coniques conformes 9 zones, UTM
- Précision : de l'ordre du centimètre
Systèmes de coordonnées de référence (SCR) et codes EPSG
Un Système de Coordonnées de Référence est composé d’une projection et d’un datum. C’est un référentiel dans lequel on peut représenter des éléments dans l’espace. Tous ces systèmes sont regroupés sous l'appellation Systèmes de Coordonnées de Référence (SCR) et sont associés à un code EPSG, un identifiant numérique unique attribué à chaque système de référence spatiale. Par exemple : la projection UTM Zone 31 Nord sur l'ellipsoïde WGS84 correspond au code EPSG:32631
Choisir le bon système : critères et usages
Bon comment dans tout ça on choisit quelles coordonnées utiliser ? Ca dépend des besoins !
Déjà pour tout ce qui est non cartographique (navigation, géolocalisation), on préfèrera utiliser des coordonnées en (lat,long) car elles n'impliquent pas de distortions.
En 2D, en soi, on peut utiliser n'importe quel système de coordonnées projetées mais une projection mal adaptée entraîne des distorsions de distance, d’angle ou de surface, parfois importantes qui nuisent à la bonne lecture et compréhension des cartes. On utilise donc les datums les plus adaptés à la zone d'étude : un ellipsoïde qui approche au mieux la Terre au niveau de la zone étudiée et une projection adaptée aux besoins (cylindrique, conique, conforme (angles conservés), équivalente (distances conservées) etc) pour un rendu cartographique au plus proche de la réalité !