Auteur : Paul Passy

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Travailler sur les géométries vecteur

Dans ce chapitre vous trouverez quelques outils dédiés à la manipulation des géométries des couches vectorielles, comme les sélections spatiales, les géotraitements ou d’autres manipulations géométriques utiles.

Table des matières

Erreurs de géométries 

Il arrive que les fichiers de polygones vecteurs contenant beaucoup d’entités et présentant des tailles très variées contiennent des erreurs de géométries. C’est souvent le cas des couches de polygones obtenues par polygonisation, ou vectorisation, d’une couche raster (cf Raster vers vecteur). Ces erreurs sont généralement décelées lors du plantage d’un géotraitement ultérieur faisant appel à la couche en question comme une intersection ou une différence. Ces erreurs ne sont pas vraiment des erreurs dans la géométrie, il ne s’agît pas de trous ou de décalage mais plutôt des erreurs dans la définition informatique de certains nœuds des polygones. Lors d’un plantage avec le message d’erreur suivant L'entité (1) de “ma couche vecteur” a une géométrie non valide. cela signifie que la couche mentionnée dans le message a un souci de géométrie.

Vérifier la géométrie 

Il est possible d’extraire les nœuds qui posent problème via le menu Vérifier la validité qui se trouve dans la Boîte à outils de traitements ‣ Géométrie vectorielle ‣ Vérifier la validité. Une fois ce menu ouvert la fenêtre suivante apparaît (Fig. 210).

alternate text — Fig. 207 Vérification de la validité des géométries dans QGIS.

Dans le champ Couche source nous indiquons la couche à vérifier. Dans le panneau Méthode nous cochons simplement la méthode GEOS. C’est en effet la méthode de vérification la plus pointilleuse et donc celle qui décèlera vraiment les erreurs. Enfin nous pouvons laisser les autres champs vides, les couches de validité et d’invalidité seront affichées en temporaire, ce qui n’est pas génant. Puis nous cliquons sur Exécuter. Les polygones contenant des erreurs ainsi que les noeuds qui posent problème apparaissent alors dans QGIS (Fig. 208).

Sur la figure Fig. 208, les polygones présentant des erreurs sont en gris foncé et le nœud problématique est en rouge. Il y a aussi un problème car les deux carrés gris foncés sont en fait un seul polygone mais avec une forme de 8 avec un nœud qui se trouve à une sorte d’intersection. C’est cette configuration précise qui pose problème. Heureusement, il est possible de réparer facilement ce type de soucis.

Astuce

Lorsqu’un traitement plante à cause d’une géométrie non valide il n’est même pas nécessaire de vérifier où se trouve le problème. Nous pouvons réparer directement la couche comme présenté dans la section suivante.

Réparer la géométrie 

Lorsqu’une couche présente une géométrie non valide, qu’on l’est vérifiée ou non, il est possible de la réparer dans QGIS. Nous utilisons le menu Réparer les géométries qui se trouve dans la Boîte à outils de traitements ‣ Géométrie vectorielle ‣ Réparer la géométrie. Le menu suivant s’ouvre (Fig. 209).

Dans le champ Couche source nous indiquons la couche à réparer et dans le champ Réparer les géométries nous spécifions un chemin et un nom pour la couche vecteur après réparation. Puis nous cliquons sur Exécuter. La couche réparée apparaît alors dans QGIS. Cette couche est, visuellement, en tout point identique à la couche d’origine, c’est simplement la façon dont sont codés les nœuds qui change.

Prédicats géométriques 

La particularité fondamentale des SIG est de proposer une base de données qui contient une composante spatiale. Les entités manipulées, notamment les entités de type vecteur, possèdent une implantation dans l’espace. Il est donc possible de relier différentes couches de données en fonction de leurs localisations. Une couche A peut contenir des éléments d’une couche B ou intersecter des éléments d’une couche C et ainsi de suite. Toute cette série de relations spatiales peut se formaliser sous forme de prédicats géométriques. La figure suivante résume les plus courants (Fig. 210).

Ces prédicats géométriques sont à la base de deux grands types de manipulation : la Sélection spatiale et la Jointure spatiale. Notons bien que les trois implantations (surfacique, linéaire et ponctuelle) se prêtent à ce jeu de prédicats.

Extraction des sommets 

Les polygones et les polylignes sont en fait constitués d’une série de points, appelés vertex, ou sommets, reliés entre eux par des morceaux de lignes. Dans le cas des polygones, ces morceaux de lignes sont fermés et une surface est comprise dans ce périmètre. Dans certains cas, il est intéressant d’extraire les vertex constitutifs des lignes ou des polygones. Cette manipulation se fait plus ou moins facilement selon les outils.

Dans les exemples suivants, nous allons voir comment extraire les vertex constitutifs du polygone présenté sur la figure suivante (Fig. 211).

Extraction avec QGIS 

Version de QGIS : 3.22.0

L’outil à utiliser se trouve dans le menu Boîte à outils de traitements ‣ Géométrie vectorielle ‣ Extraire les sommets. Le menu suivant s’ouvre.

Dans le menu Couche source nous indiquons le nom de la couche de polygone dont il faut extraire les sommets. Puis à la ligne Sommets nous indiquons un chemin et un nom pour la couche qui contiendra les sommets. Notons que si nous le souhaitons nous pouvons cocher la case Entité(s) sélectionnée(s) uniquement si seuls les sommets du ou des polygones sélectionnés sont nécessaires. À la fin du traitement nous obtenons une couche vectorielle de type points dans laquelle chaque point correspond à un sommet du polygone.

Sélection spatiale 

La sélection spatiale, aussi appelée requête spatiale, permet de sélectionner des entités d’une couche selon leur position géographique par rapport aux entités d’une autre couche. Ce type de sélection repose sur les Prédicats géométriques. Il est par exemple possible de sélectionner tous les éléments d’une couche A qui contiennent des éléments d’une couche B, ou tous les éléments d’une couche A qui croisent les éléments d’une couche C.

Sélection spatiale dans QGIS 

Version de QGIS : 3.22.3

Dans QGIS, il est facile de faire des sélections spatiales. Il faut juste charger les couches vecteurs à croiser et s’assurer qu’elles sont bien dans le même système de coordonnées de référence pour éviter toute surprise. Pour l’exemple, nous allons sélectionner toutes les communes d’Île-de-France contenant un lieu de culte. Nous nous basons sur une couche des polygones des communes et une couche ponctuelle des lieux de culte (Fig. 213).

La requête que nous souhaitons faire est la suivante : Je souhaite sélectionner toutes les communes qui contiennent un lieu de culte. Pour cela nous allons dans le menu Vecteur ‣ Outils de recherche ‣ Sélection par localisation… La fenêtre suivante apparaît (Fig. 214).

Dans le menu déroulant Sélectionnez les entités depuis, nous sélectionnons la couche depuis laquelle nous souhaitons sélectionner des entités, dans notre cas la couche des communes. Dans le panneau Où les entités (prédicat géométrique), nous cochons le prédicat souhaité, ici contient. Dans le menu déroulant En comparant les entités de, nous sélectionnons la couche de comparaison, ici la couche des lieux de culte. Enfin dans le menu déroulant Modifier la sélection actuelle en, nous laissons l’option par défaut. Puis nous cliquons sur Exécuter. Les communes qui contiennent un lieu de culte sont bien sélectionnées.

Notons que si nous avions choisi de sélectionner les lieux de culte qui sont à l’intérieur d’une commune, nous aurions sélectionné tous les lieux de culte… Le sens de la requête est donc important.

Note

Il est possible de jouer sur le menu Modifier la sélection actuelle en. Par exemple, nous pouvons ajouter la sélection à une sélection précédente via Ajouter à la sélection actuelle, ce qui est pratique pour combiner des sélections. Nous pouvons également enlever la sélection à une sélection précédente via Enlever de la sélection actuelle, pratique pour une requête de type sauf.

Jointure spatiale 

La jointure spatiale est une manipulation très utile en SIG. La jointure spatiale permet de joindre les attributs de deux couches selon une caractéristique géographique qu’elles partagent. Par exemple, si nous disposons d’une couche ponctuelle des plus hauts sommets d’une région montagneuse et d’une couche de polygones des communes, il est possible de rapatrier les noms des communes à celle des sommets. La manipulation sera de lier les attributs des communes qui contiennent les sommets. D’une manière générale, la jointure spatiale repose sur les Prédicats géométriques.

Jointure spatiale dans QGIS 

Version de QGIS : 3.22.3

La jointure spatiale se fait facilement dans QGIS. Il est d’abord nécessaire d’ouvrir les deux couches à joindre et de s’assurer qu’elles sont dans le même système de coordonnées de référence. Dans l’exemple, nous disposons d’une couche ponctuelle des lieux de culte d’Île-de-France et d’une couche de polygones des communes de cette même région (Fig. 213). Nous souhaitons rapatrier le nom de la commune dans lequel se situe chaque lieu de culte. La jointure va donc être de la forme : Je souhaite rapatrier le nom de la commune à l’intérieur de laquelle se trouve chaque lieu de culte. Le prédicat géométrique est donc à l’intérieur (within). Le formulaire de jointure spatiale se trouve dans le menu Vecteur ‣ Outils de gestion de données ‣ Joindre les attributs par localisation… Le menu suivant apparaît (Fig. 215).

Dans le champ Couche de base nous indiquons la couche sur laquelle nous souhaitons rapatrier les informations, ici la couche ponctuelle des lieux de culte. Dans le champ Joindre la couche nous indiquons la couche que nous souhaitons joindre à savoir la couche surfacique des communes. Dans le panneau Prédicat géométrique nous cochons le prédicat à utiliser, ici within (à l’intérieur). Dans le champ Champs à ajouter nous pouvons choisir le ou les champs à joindre, par défaut tous les champs sont joints. Dans le champ Type de jointure, nous choisissons la façon dont doit se faire la jointure, ici Créer une entité distincte pour chaque entité correspondante (un à plusieurs). Ça signifie qu’à chaque lieu de culte, les attributs de la commune d’appartenance seront joints. Dans le champ Préfixe de champ joint nous pouvons indiquer un préfixe qui sera au début des noms des champs joints. Enfin, dans le champ Couche issue de la jointure spatiale nous pouvons indiquer un chemin d’export pour la nouvelle couche qui sera créée, sinon il s’agira d’une couche temporaire. Il ne rste plus qu’à cliquer sur Exécuter. Une nouvelle couche des lieux de culte s’ouvre, géographiquement tout à fait identique à l’originale. Par contre, nous constatons bien qu’un nouveau champ nommé commune_NOM_COM est apparu, contenant le nom de la commune dans laquelle se trouve le lieu de culte.

Il est important de noter que l’ordre de jointure est important. Ainsi, si nous souhaitons joindre les attributs de la couche des lieux de culte à la couche des communes (l’inverse de l’exemple précédent), c’est possible mais le résultat sera différent. En effet, si un lieu de culte n’appartient qu’à une seule commune, une commune peut très bien avoir plusieurs lieux de cultes. Que va-t-il ainsi se passer dans notre cas ? Si nous choisissons l’option Créer une entité distincte pour chaque entité correspondante (un à plusieurs), les communes disposant de plusieurs lieux de culte seront dupliquées. Ainsi, une commune disposant de 3 lieux de culte sera copié trois fois. Cette commune aura donc trois lignes dans la table attributaire, soit une par lieu de culte, mais aura aussi 3 polygones parfaitement superposés. Deux polygones seront cachés par le troisième. Il n’est pas conseillé de manipuler des couches vecteur avec des entités superposées, même si c’est possible. Sinon, nous pouvons sélectionner l’option Prendre uniquement les entités de la première entité correspondante (un à un), auquel cas simplement le premier lieu de culte rencontré sera joint au polygone de la commune. Ainsi, à une commune donnée, il n’y aura bien qu’une ligne et un seul polygone. Par contre, nous ne contrôlons pas ce que QGIS entend par première entité correspondante…

Conversion de polygones en lignes 

Il est possible de convertir un polygone, donc constitué d’une limite et d’une surface, en une simple polyligne, i.e. juste la limite sans la surface. Ce type de traitements n’est pas forcément très fréquent mais peut être utile.

Avec QGIS 

QGIS propose un module pour convertir un polygone en polylignes. Dans l’exemple suivant, nous allons convertir le polygone du département de l’Essonne vers une couche de type polylignes qui ne contiendra que les limites de ce département. Le module à utiliser se trouve dans le menu Vecteur ‣ Outils de géométrie ‣ Polygones vers lignes… (Fig. 216).

Dans le champ Couche source nous indiquons la couche de polygones à convertir, ici Essonne.gpkg. Dans le champ Lignes nous spécifions un chemin et un nom pour le fichier de lignes issu de la conversion, ici Essonne_limites.gpkg. Puis nous cliquons sur Exécuter.

Désagréger des géométries 

Sur les couches vecteurs, de type points, lignes ou polygones, les entités ne correspondent pas toujours à chaque géométrie individuelle. Par exemple, une entité peut être composée de plusieurs polygones. C’est le cas, par exemple, de l’entité France, composée du polygone de la France continentale mais aussi de la Corse et des autres îles comme Oléron, Ré, Ouessant… (Fig. 217).

Si il est intéressant de travailler avec des entités multi-polygones dans certains cas, pour certains traitements il peut être utile de désagréger ces polygones afin d’obtenir une entité par géométrie. Ce processus de désagrégation se fait simplement dans les logiciels de SIG ou les langages de programmation comme R ou Python.

Désagréger des géométries dans QGIS 

Version de QGIS : 3.34.0

Pour désagréger une couche multi polygones (ou multi points ou multi lignes) chargée dans QGIS, il suffit d’aller dans le menu Vecteur ‣ Outils de géométrie ‣ De morceaux multiples à morceaux uniques… Le menu suivant apparaît (Fig. 218).

À la ligne Couche source nous indiquons la couche multi-polygones à désagréger et à la ligne Géométries simples, nous indiquons un nom et un chemin pour stocker la couche en géométries simples qui sera générée. Il ne reste qu’à cliquer sur Exécuter. Nous obtenons une couche comme présentée ci-dessous (fr-desag).

La France, avec chaque polygone, i.e. chaque île, individualisée. Évidemment, les champs de la table attributaire n’ont pas été mis à jour. Le champ existant a été dupliqué autant de fois qu’il y a de géométries indépendantes.

Désagréger des géométries dans R 

Version de R : 4.3.2

Désagréger une couche vecteur dans R est aussi possible, aussi bien avec la librairie sf que terra.

Désagréger avec terra 

Version de terra : 1.7.29

Nous verrons ici comment désagréger une couche vecteur chargée dans R avec terra sous forme d’un SpatVector. Dans l’exemple, nous allons désagréger les géométries de la France.

# import des limites de la France
 lim_fr <- terra::vect('france_adm_2154.gpkg', layer='limites')
 # désagrégation des géométries
 lim_fr_desag <- terra::disagg(lim_fr)

Si nous regardons les propriétés de la variable lim_fr, nous voyons qu’elle ne contient qu’une seule géométrie alors que la variable lim_fr_desag en contient 26.

Géotraitements 

Grâce à la spatialisation des SIG, il est possible de croiser les géométries des entités de différentes couches entre elles par le jeu de ce que nous appelons communément des géotraitements. Ces géotraitements peuvent être des intersections, des unions, des différences de polygones ou de lignes parfois. Les géotraitements sont très utilisés, c’est une des fonctionnalités de base à connaître des SIG. La figure suivante récapitule les principaux géotraitements en SIG (Fig. 219).

Les zones tampons sont aussi connues sous l’appellation anglaise de buffers (tampon). Les zones tampons peuvent être calculées autour d’un polygone, d’une ligne ou d’un point. La taille de la zone tampon est souvent exprimée dans les mêmes unités que le SCR employé. Il est donc plus facile de créer des zones tampons avec des SCR exprimés en mètres plutôt qu’en degrés. Certains modules permettent de calculer des tampons unilatéraux le long des lignes, soit juste un tampon à droite ou un à gauche.

Avertissement

Lors d’un géotraitement faisant intervenir deux couches, il est fortement recommandé que les deux couches soient dans le même système de coordonnées de référence.

Zones tampons 

Les zones tampons permettent de créer une zone, donc une surface autour d’une ou plusieurs géométries en entrée. La dimension du tampon est la plupart des cas définie par l’utilisateur dans les paramètres du module dédié. Cependant certains modules proposent de calculer une zone tampon pour chaque entité de la couche en fonction d’une valeur définie dans un champ attributaire. Il est préférable de réaliser des zones tampons sur des couches dont le SCR est exprimé en mètres. Enfin, les zones tampons sont réalisables autour de polygones, de lignes ou de points.

Note

Les zones tampons ne sont pas des anneaux encerclant juste la géométrie de départ, mais sont les géométries de départ qui ont été élargies.

Version de QGIS : 3.22.3

QGIS propose plusieurs modules pour calculer des zones tampons autour d’une couche vecteur préalablement chargée dans le logiciel. Dans cet exemple nous allons créer une zone tampon de 500 m de large autour du réseau hydrographique du bassin-versant de la Roya dans les Alpes-Maritimes. Un tampon de 500 m m signifie ici que nous allons défnir en fait une surface de 1000 m de large, 500 m de chaque côté, autour de chaque tronçon de cours d’eau. Le module le plus couramment utilisé se trouve dans le menu Vecteur ‣ Outils de géotraitements ‣ Tampon… La fenêtre suivante s’ouvre (Fig. 220).

Dans le champ Couche source nous indiquons la couche autour de laquelle nous souhaitons obtenir une zone tampon hydro_Roya.gpkg. Dans le champ Distance nous indiquons la largeur du tampon désiré, ici 500 et nous choisissons comme unité mètres dans le menu déroulant. Il est important de cocher ou pas sur Regrouper le résultat. Si nous ne cochons pas cette option, il y aura autant de tampons que d’entités dans la table de départ. Si nous cochons l’option, toutes les zones tampons de formeront qu’une seule entité, éventuellement multi-parties (Fig. 221). Dans le champ Mis en tampon nous spécifions un nom et un chemin pour le tampon qui sera créé. Les autres options peuvent être laissées par défaut, elles influenceront peu la forme du résultat.

Si nous ne groupons pas le résultat des zones tampons (Fig. 221 B), les tampons se chevauchent les uns les autres.

Il est facile de créer des zones tampons dans R aussi bien sur des objets SpatVector que sf. Nous verrons ici la procédure pour les deux formats.

Version de R : 4.3.1

Version de terra : 1.7.29

Nous commencerons par charger le réseau hydrographique de la Roya sous forme de polylignes en un objet SpatVector. Nous ferons ensuite un tempon de 100 m autour de chaque rivière grâce à la fonction buffer de la librairie terra. Pour finir, de façon facultative, nous regrouperons le résultat afin de n’avoir qu’un seul polygone pour tout le réseau.

# import du réseau hydrographique
hydro_roya <- terra::vect('hydro_Roya_L93.gpkg')
# tampon de 100 m
hydro_roya_100 <- terra::buffer(hydro_roya, width=100)
# regroupement du résultat
hydro_roya_100 <- terra::aggregate(hydro_roya_100)

Version de R : 4.3.1

Version de sf : 1.0.12

Ici nous verrons la procédure à suivre pour créer une zone tampon autour d’un segment de rivière (polylignes) dont le SCR est Lambert 93. Nous commencerons par charger cette portion de rivière en un objet sf. Puis nous calculerons une zone tampon de 100 m autour de cette rivière grâce à la fonction st_buffer() de la librairie sf.

# import de la rivière
affluent_roya <- sf::st_read('affluent_Roya_L93.gpkg')

# création de la zone tampon de 100 m
affluent_buffer <- sf::st_buffer(affluent_roya, dist=100)

# facultatif : export du résultat
sf::st_write(hydro_buffer, 'affluent_tampon_100m.gpkg')

Note

La distance du tampon, donnée grâce au paramètre dist= est exprimée dans les unités du SCR (Les Systèmes de Coordonnées de Références).

Intersection de polygones 

Un traitement SIG très fréquent est l’intersection de deux couches vecteurs de polygones. C’est une manipulation courante lorsque nous souhaitons par exemple croiser un raster d’occupation du sol avec des entités administratives ou biophysiques comme des bassins-versants ou des zones géologiques. Tous les outils SIG proposent des solutions pour ce genre de traitements.

Version de QGIS : 3.22.3

Il est tout d’abord nécessaire de charger dans QGIS les deux couches de polygones que nous souhaitons intersecter. Ces deux couches doivent être de préférence dans le même SCR. Dans l’exemple suivant nous allons intersecter un raster d’occupation du sol (Corine Land Cover 2018) avec les départements d’Île-de-France. Cette manipulation permet de connaître l’occupation du sol par département francilien. Nous allons dans le menu Vecteur ‣ Outils de géotraitements ‣ Intersection… Le menu suivant s’affiche (Fig. 222).

Dans le champ Couche source nous indiquons la couche à intersecter, ici l’occupation du sol CLC_2018_IDF.gpkg. Dans le champ Couche de superposition nous indiquons la couche qui nous sert à intersecter, ici les départements departements_IDF.gpkg. Dans le champ Champs d'entrée à conserver nous pouvons indiquer quels champs attributaires de la première couche nous souhaitons conserver dans la couche finale, ici simplement l’identifiant CLC de l’occupation du sol. Dans le champ Champs à conserver nous pouvons indiquer quels champs attributaires de la seconde couche nous souhaitons conserver dans la couche finale, ici le code des départements, la population départementale et la superficie départementale par exemple. Puis dans le champ Intersection nous spécifions un chemin et un nom pour la couche résultat. Enfin, nous cliquons sur Exécuter. La couche des polygones d’occupation du sol intersectée par les départements apparaît bien dans QGIS.

Note

Il est fréquent que dans l’une ou l’autre (ou les deux) couches d’entrées d’une intersection il existe un attribut superficie. Dans ce cas, cet attribut superficie sera également présent dans la couche final mais ne correspondra plus à la superficie des entités, puisqu’elles auront été intersectées. Attention donc à ne pas s’embrouiller à ce niveau. Il peut être utile de renommer l’attribut en question en superficie_departement par exemple (cf Renommer un champ).

Il est possible d’intersecter deux couches vecteurs de type polygone dans R. Ici, nous allons intersecter les communes du Val-d’Oise (95) (communes_95.gpkg) avec la couche d’occupation du sol Corine Land Cover de l’Île-de-France (CLC_2018_IDF.gpkg). Nous verrons la procédure pour des objets de type sf et de type SpatVector.

Version de R : 4.3.1

Version de terra : 1.7.29

Nous commençons par charger les deux couches vecteur en format SpatVector, puis nous utilisons la fonction intersect de la librairie terra.

# import des communes du 95
communes_95 <- terra::vect('communes_95.gpkg')
# import du CLC d'IDF
clc_IDF <- terra::vect('CLC_2018_IDF.gpkg')
# Intersection du CLC par commune
clc_communes_95 <- terra::intersect(communes_95, clc_IDF)

Version de R : 4.3.1

Version de sf : 1.0.12

Nous commençons par charger les deux couches vecteur en format sf, puis nous utilisons la fonction st_intersection de la librairie sf.

# import des communes du 95
communes_95 <- sf::st_read('communes_95.gpkg')
# import du CLC d'IDF
clc_IDF <- sf::st_read('CLC_2018_IDF.gpkg')

# intersection des deux couches
clc_communes_95 <- sf::st_intersection(communes_95, clc_IDF)

Note

Cette méthode fonctionne aussi pour des couches de type lignes.

Différence de polygones 

Faire la différence entre deux couches de polygones est une manipulation courante en SIG. Elle s’utilise par exemple dans le cas où nous souhaitons exclure une zone d’une autre. Par exemple nous souhaitons conserver simplement le territoire d’une région donnée qui ne soit pas couvert d’une certaine occupation du sol.

Version de QGIS : 3.22.3

Dans l’exemple, nous souhaitons connaître la portion de territoire du département du Val-d’Oise qui n’est pas recouvert de forêt. Pour cela nous chargeons dans QGIS le polygone du département du Val-d’Oise et le polygone des forêts d’Île-de-France. Une fois ces deux couches chargées dans QGIS, nous allons dans le menu Vecteur ‣ Outils de géotraitements ‣ Différence… Le menu suivant apparaît (Fig. 223).

Dans le champ Couche source nous indiquons la couche de laquelle nous souhaitons exclure des portions, ici la couche du département val-d-oise.gpkg. Dans le champ Couche de superposition nous indiquons la couche à enlever, à savoir les forêts. Puis dans le champ Différence nous spécifions un chemin et un nom pour la couche résultat. Enfin nous cliquons sur Exécuter. La couche du Val-d’Oise trouée par les forêts apparaît alors dans QGIS (Fig. 224).

Avertissement

Contrairement à l’intersection, le sens à ici un sens. Si nous avions mis la couche des forêts en premier et le département en second, nous aurions obtenu en résultat les forêts qui ne sont pas dans le Val-d’Oise.

Il est possible de faire une différence entre deux couches de polygones dans R, mais la manipulation diffère selon que nous travaillons avec des objets sf ou SpatVector. Nous verrons les deux. Nous allons récupérer les portions de communes du Val d’Oise qui ne sont pas recouvertes de forêts. Les communes du Val d’Oise proviennent de la couche communes_95.gpkg et les forêts proviennent de l’occupation du sol Corine Land Cover (codes 311, 312 et 313) stockées dans la couche CLC_2018_forets_IDF.gpkg.

Version de R : 4.3.1

Version de terra : 1.7.29

Nous commençons par charger les deux couches au format SpatVector. Nous utiliserons ensuite la fonction erase de la librairie terra. L’ordre des couches a son importance. Dans le premier cas, nous enlèverons de la couche des communes du 95 toutes les forêts, et dans le second cas nous enlèverons de la couche des forêts toutes les communes du 95.

# import des communes du 95 (Val d'Oise)
communes_95 <- terra::vect('communes_95.gpkg')
# import des forrêts CLC IDF
clc_forets_IDF <- terra::vect('CLC_2018_forets_IDF.gpkg')

# difference pour avoir les communes sans les forêts
comm_sans_forets <- terra::erase(communes_95, clc_forets_IDF)
# différence pour avoir les forêts sans les communes du 95
forets_sans_comm <- terra::erase(clc_forets_IDF, communes_95)

Version de R : 4.3.1

Version de sf : 1.0.12

Il est nécessaire de passer par une fonction personnalisée. Les deux couches sont au préalable chargées en format sf.

# import des communes du 95 (Val d'Oise)
 communes_95 <- sf::st_read('communes_95.gpkg')
 # import des forrêts CLC d'Île-de-France (IDF)
 clc_forets_IDF <- sf::st_read('CLC_2018_forets_IDF.gpkg')

 # écriture d'une fonction personnalisée st_erase
 sf::st_erase = function(x, y) st_difference(x, st_union(st_combine(y)))

 # on récupère les portions de communes non forestières grâce à la fonction st_erase
 communes_non_foret <- sf::st_erase(communes_95, clc_forets_IDF)

 # facultatif : on exporte le résultat
 sf::st_write(communes_non_foret, 'communes_non_foret.gpkg')

Fusion de polygones 

Il est souvent utile de fusionner tous les polygones d’une couche vecteur afin de créer une nouvelle couche vecteur de type polygone qui correspondra en quelque sorte à l’enveloppe globale. Par exemple si nous disposons de l’ensemble des communes d’une région, il est possible de les fusionner afin de calculer les limites générales de la région. Dans les exemples suivants, nous travaillerons avec les communes d’Île-de-France (communes_IDF.gpkg) et nous les fusionnerons afin d’obtenir les limites de la région Île-de-France.

Version de QGIS : 3.26.1

Au préalable, nous chargeons la couche vecteur à fusionner dans QGIS. Une fois cette couche chargée, nous allons dans le menu Vecteur ‣ Outils de géotraitement ‣ Regrouper…. La fenêtre suivante s’affiche (Fig. 225).

Dans le menu Couche source nous indiquons la couche à fusionner, à savoir communes_IDF.gpkg. Dans le menu Champ de regroupement nous n’indiquons rien. Ainsi tous les polygones de la couche seront regroupés. Dans le menu Couche regroupée nous indiquons un num et un chemin pour la couche fusionnée, limites_IDF.gpkg par exemple. Puis nous cliquons sur Exécuter.

Une nouvelle couche des limites de l’Île-de-France apparaît bien.

Il est possible de fusionner une couche de polygones avec R. La méthode diffère selon que nous travaillons sur un objet sf ou SpatVector. Nous verrons les deux cas.

Version de R : 4.3.1

Version de terra : 1.7.29

Avec terra nous utiliserons la fonction aggregate.

# import des communes d'Île-de-France
communes_IDF <- terra::vect('communes_IDF.gpkg')

# fusion des communes
limites_IDF <- terra::aggregate(communes_IDF)

Version de R : 4.3.1

Version de sf : 1.0.12

Dans un premier temps nous chargeons la couche à fusionner en tant qu’objet sf. Puis nous effectuons la fusion grâce à la fonction st_union() de cette librairie sf. Un exemple est donné ci-dessous.

# import des communes d'Île-de-France
communes_IDF <- sf::st_read('communes_IDF.gpkg')

# fusion des communes
limites_IDF <- sf::st_union(communes_IDF)

# facultatif : export du résultat
sf::st_write(limites_IDF, 'limites_IDF.gpkg')

Intersection de lignes 

Il est possible d’intersecter des lignes entre elles. Le résultat sera une couche vecteur de type points où chaque point correspondra à une intersection.

Version de QGIS : 3.22.3

Il est possible d’intersecter deux couches de type lignes dans QGIS, de préférence dans le même système de coordonnées de référence. À l’issue de ce traitement, une couche de points sera créée. À chaque point correspondra une intersection entre 2 lignes. Dans cet exemple, nous allons intersecter une couche linéaire de routes avec une couche linéaire de rivières. Les intersections correspondront ainsi finalement aux emplacements des ponts routiers (Fig. 226 A).

Pour ouvrir le menu d’intersection de lignes, nous allons dans le menu Vecteur ‣ Outils d’analyse ‣ Intersection de lignes… Le menu suivant s’ouvre (Fig. 227).

Dans le champ Couche source nous indiquons la première couche de lignes, les voies de communication par exemple. Dans le champ Couche d'intersection nous indiquons la couche à intersecter, ici le réseau hydrographique. Aux deux lignes Champ d'entrée à conserver nous pouvons indiquer quels attributs conserver sur les deux couches. Ce sont les attributs qui seront présents sur la couche ponctuelle issue du traitement. Nous pouvons également indiquer un chemin et un nom pour la couche qui sera créée dans le champ Intersections. Nous cliquons pour finir sur Exécuter. Nous obtenons bien une nouvelle couche de points où chaque point correspond à une intersection entre 2 lignes (Fig. 226 B).

L’intersection de lignes dans R se fait exactement comme pour l’intersection de polygones. Il suffit de charger deux couches de type lignes et faire l’intersection dessus à l’aide de la fonction d’intersection selon que nous travaillons avec des objets sf ou terra. Le résultat de l’intersection est alors une couche de points. Reportez vous à la partie dédiée : intersection-polygones-R.

Création de grilles 

De temps en temps, il peut être nécessaire de générer des grilles vecteurs régulières sur un espace géographique donné. Ces grilles peuvent être sous forme de lignes, de points ou de polygones. Et les polygones peuvent être carrés, rectangulaires, hexagonaux ou autres. Cette manipulation peut être intéressante pour créer une grille cartographique avec les latitudes et longitudes, disposer des points de façon régulière pour un échantillonnage ou bien encore pour découper un grand raster en dalles plus petites et régulières. Cette création de grilles peut se faire en utilisant différents outils.

Création de grilles dans QGIS 

Version de QGIS : 3.24.3

Dans QGIS il est facile de créer une grille vecteur personnalisée sur un espace donné. Pour cet exemple, nous allons créer différentes grilles régulières sur l’emprise d’une portion de scène Landsat 8 prise au-dessus de la ville de Shanghai en Chine (Fig. 228).

Avant de créer la grille il est important de savoir en combien de parties nous voulons découper notre espace. Dans notre exemple, nous allons créer une grille de 5 colonnes sur 5 lignes, mais nous aurions pu prendre tout autre chose, même un nombre de colonnes différents du nombre de lignes. Une fois ces nombres de lignes et colonnes choisis, il est nécessaire de relever les dimensions en X et en Y du raster qui sert de référence (Exploration des propriétés d’un raster). Ces dimensions doivent être exprimées en unités du système de coordonnées de référence et non en nombre de pixels. Ici (Fig. 228), notre raster s’étend en X de 298935 à 335235 et en Y de 3435555 à 3470715. Notre raster étant géoréférencé en UTM Zone 51N, il s’agît de coordonnées métriques. L’étendue en X de notre raster est donc de 335235 m - 298935 m soit 36300 m. De même, en Y notre raster s’étend sur 3470715 m - 3435555 m soit 35160 m. Comme nous souhaitons construire une grille de 5 colonnes sur 5 lignes, nous divisons ces deux étendues par 5. Ce qui donnera des cases de 7260 m de largeur (36300 / 5) et de 7032 m de hauteur (35160 / 5).

Une fois en tête ces éléments, nous pouvons lancer le menu de création de grilles de QGIS. Nous cliquons sur le menu Vecteur ‣ Outils de recherche ‣ Créer une grille… Le menu suivant s’ouvre (Fig. 229).

Dans le menu Type de grille nous choisissons Rectangle (polygone). Dans la zone de texte Étendue de la grille, soit nous entrons une étendue à la main exprimée dans le SCR désiré et sous la forme Xmin,Xmax,Ymin,Ymax, soit (plus simple) nous sélectionnons une emprise selon la couche raster chargée. Cette étendue se trouve en cliquant sur la petite flèche dirigée vers le bas à droite de la zone de texte puis en utilisant le menu Calculer depuis la couche et en sélectionnant la couche de référence, ici notre image Landsat. Dans le menu Espacement horizontal, nous entrons la dimension horizontale d’une case telle que calculée au préalable, à savoir 7260. De même, dans le menu Espacement vertical, nous entrons la dimension en hauteur d’une case, telle que calculée plus haut, à savoir 7032. Nous pourrions changer les unités de ces espacements si désiré. Il est possible de faire superposer les éléments de la grille les uns sur les autres grâce aux menus Superposition horizontale et Superposition verticale. Ici, nous ne voulons pas de superposition, alors nous laissons ces valeurs à 0. Il est ensuite important de choisir le SCR dans lequel sera créée la grille. Par défaut c’est celui du projet. Enfin dans le menu Grille nous indiquons un chemin et un nom pour la grille qui sera créée. Il ne reste plus qu’à cliquer sur Exécuter. Le résultat s’affiche directement dans QGIS (Fig. 230 A).

Exploser des couches vecteurs 

Par exploser une couche vecteur nous entendons enregistrer chaque entité d’une couche vecteur en une couche indépendante. Cette manipulation est aussi connue sous le nom de séparer une couche vecteur. Avec ce traitement, chaque enregistrement d’une table attributaire est individualisé et stocké dans une couche vecteur indépendante. Par exemple, si nous disposons d’une couche vecteur contenant les 96 départements de France métropolitaine et que nous la séparons, nous obtiendrons 96 couches indépendantes (au format shp, gpkg, ou autre), une par département. Cette manipulation n’est pas très courante mais peut s’avérer utile.

Séparer une couche vecteur dans QGIS 

Version de QGIS : 3.24.3

Dans cet exemple, nous allons créer une couche vecteur par département français en partant d’une couche des départements pour toute la France (Fig. 231).

Pour exploser cette couche, nous allons dans le menu Vecteur ‣ Outils de gestion de données ‣ Séparer une couche vecteur… Le menu suivant s’ouvre (Fig. 232).

Dans le menu Couche source nous indiquons la couche à séparer, ici departements_france_L93. Dans le menu Champ d'identifiant unique nous indiquons le champ attributaire qui servira à nommer les couches en sortie, ici le champ renfermant le code du département par exemple, Code_Depar. Dans le menu Type de fichier de sortie, nous choisissons un format pour les couches individuelles qui seront créées, par exemple gpkg. Enfin, dans le menu Répertoire de destination, nous indiquons le répertoire qui contiendra toutes les couches créées. Il ne reste plus qu’à cliquer sur Exécuter. Les départements sont maintenant explosés en une couche chacun (Fig. 233).