Localisation, cartographie et mobilité

Les cartes numériques et leur révolution

L'arrivée des cartes numériques a révolutionné de nombreuses activités telles que l'agriculture, le géomarketing, l'urbanisme, la santé, et la protection de l'environnement. Ces cartes numériques sont facilement accessibles à partir d'un ordinateur, d'une tablette ou d'un smartphone.

Fonctionnalités des cartes numériques

Avec l'utilisation de calques, les cartes numériques permettent de travailler et de visualiser des données à différentes échelles et selon différents aspects comme la vue 3D ou la vue satellite.

Algorithmes de recherche et navigation

Des algorithmes de recherche permettent de localiser facilement un endroit à partir de son nom, et de calculer des itinéraires les plus courts selon différents critères.

Le système GPS

Le GPS (Global Positioning System), système de localisation a été développé par l'armée américaine au cours des années soixante.

Fonctionnement et précision

Associé aux cartes numériques, le système GPS permet de repérer chaque point du globe terrestre avec une précision de l'ordre du mètre.

Le système Galileo

Un système européen plus précis nommé Galileo, est en cours de déploiement depuis 2015. Il devrait être pleinement opérationnel en 2020.

Le système GPS et la géolocalisation

Fonctionnement du système GPS

Ce système est basé sur une trentaine de satellites permettant ainsi de « scruter » chaque point de la Terre. Le positionnement GPS fonctionne grâce à un système de trilatération.

La trilatération

C'est une méthode mathématique qui permet de repérer un point inconnu par rapport à la position de 3 autres points.

Le point M est repéré grâce à la connaissance des distances AM, BM et CM. En pratique, pour obtenir une précision optimale ce sont quatre satellites qui sont utilisés pour repérer un point donné à un moment donné.

Fonctionnement technique

Un satellite GPS contient une horloge atomique mesurant le temps à une très grande précision et envoyant régulièrement des messages contenant cette heure. Chaque message se propageant à la vitesse de la lumière, le récepteur peut calculer sa distance au satellite. On peut en déduire sa position en suivant plusieurs satellites, ce que fait automatiquement le récepteur GPS.

Norme de communication

La norme NMEA-0183 permet aux récepteurs GPS de recevoir les données de géolocalisation.

Construction des cartes numériques

Les cartes numériques sont construites à partir de données issues de diverses origines (photos issues de satellites, d'avions, d'automobiles, d'utilisateurs).

Assemblage graphique

Un assemblage graphique utilisant des calques permet de représenter les données sélectionnées que l'on souhaite représenter sur la carte numérique.

Projet collaboratif OpenStreetMap

Le projet collaboratif OpenStreetMap (OSM) met à disposition une base de données géographiques libre.

Algorithme de Dijkstra pour le chemin le plus court

Pour déterminer le chemin le plus court d'un point A à un point B, l'algorithme le plus utilisé est celui de Dijkstra.

Principe de fonctionnement

Il est basé sur le parcours d'un graphe orienté dans lequel les nœuds sont des villes et les arêtes des distances entre ces villes.