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2.5 : Technologie géospatiale - Géosciences

2.5 : Technologie géospatiale - Géosciences


Données, données, données . . . les données sont partout. Il est collecté chaque fois que vous allez à l'épicerie et utilisez leur carte pour réduire les coûts, lorsque vous cliquez sur un lien sur Facebook ou lorsque vous effectuez tout type de recherche sur un moteur de recherche comme Google, Bing ou Yahoo !. Il est utilisé par le département des transports de votre État lorsque vous conduisez sur une autoroute ou lorsque vous utilisez une application sur un téléphone intelligent. Les futuristes pensent que dans un avenir proche, la technologie de reconnaissance faciale permettra à un représentant des ventes de savoir quels types de vêtements vous aimez acheter en fonction d'une base de données de vos achats récents dans leur magasin et ailleurs. Il existe maintenant deux types de données de base que vous devez connaître : les données spatiales et non spatiales. Données spatiales, aussi appelé données géospatiales, sont des données qui peuvent être liées à un emplacement spécifique sur Terre. Les données géospatiales deviennent une « grande entreprise » parce qu'il ne s'agit pas seulement de données, mais de données qui peuvent être localisées, suivies, modélisées et modélisées sur la base d'autres données géospatiales. Les informations de recensement qui sont recueillies tous les 10 ans sont un exemple de données spatiales. Données non spatiales sont des données qui ne peuvent pas être spécifiquement tracées à un emplacement spécifique. Cela peut inclure le nombre de personnes vivant dans un ménage, l'inscription à un cours spécifique ou des informations sur le genre. Mais les données non spatiales peuvent facilement devenir des données spatiales si elles peuvent être liées d'une manière ou d'une autre à un emplacement. Les spécialistes de la technologie géospatiale ont une méthode appelée géocodage qui peut être utilisé pour donner aux données non spatiales un emplacement géographique. Une fois que les données sont associées à une composante spatiale, le type de questions qui peuvent être posées change radicalement.

Télédétection

Télédétection peut être défini comme la capacité de l'homme à étudier des objets sans être en contact physique direct avec eux. Ainsi, par exemple, vos yeux sont une forme de télédétection passive parce qu'ils absorbent «passivement» l'énergie électromagnétique dans le spectre visible d'objets distants et que votre cerveau traite cette énergie en informations. Il existe une variété de plates-formes ou d'appareils de télédétection, mais ils peuvent essentiellement être classés dans les catégories suivantes que nous examinerons tout au long du cours. Imagerie par satellite est un type d'imagerie de télédétection prise de la surface de la Terre, qui est produite à partir de satellites en orbite qui collectent des données via l'énergie électromagnétique. Ensuite est photographie de surface, qui sont des photographies filmées ou numériques de la Terre, généralement prises à partir d'un avion ou d'un drone non piloté. Les images sont prises à partir d'une position verticale ou oblique. Le troisième est radar, qui est une forme intéressante de technologie de télédétection qui utilise des impulsions micro-ondes pour créer des images des caractéristiques de la Terre. Cela peut provenir d'une image satellite ou d'un radar Doppler au sol pour les prévisions météorologiques. Enfin, un domaine en croissance rapide de la télédétection est appelé Détection de la lumière et télémétrie ou alors Lidar, qui est une forme de télédétection qui mesure la distance d'objets à l'aide d'impulsions laser de lumière.

Systèmes de positionnement global

Un autre type de technologie géospatiale est le système de positionnement global (GPS) et une technologie clé pour acquérir des points de contrôle précis à la surface de la Terre. Maintenant, pour déterminer l'emplacement de ce récepteur GPS sur la surface de la Terre, un minimum de quatre satellites est requis en utilisant un processus mathématique appelé triangulation. Normalement, le processus de triangulation nécessite un minimum de trois émetteurs, mais comme l'énergie envoyée par le satellite se déplace à la vitesse de la lumière, des erreurs mineures de calcul peuvent entraîner d'importantes erreurs de localisation au sol. Ainsi, un minimum de quatre satellites est souvent utilisé pour réduire cette erreur. Ce processus utilisant la géométrie des triangles pour déterminer l'emplacement est utilisé non seulement dans le GPS, mais aussi dans une variété d'autres besoins de localisation, tels que la recherche de l'épicentre des tremblements de terre. Un utilisateur peut utiliser un récepteur GPS pour déterminer son emplacement sur Terre grâce à une conversation dynamique avec des satellites. dans l'espace. Chaque satellite transmet des informations orbitales appelées éphémérides en utilisant une horloge atomique très précise avec sa position orbitale appelée le almanach. Le récepteur utilisera cette information pour déterminer sa distance par rapport à un seul satellite en utilisant l'équation = rt, où = distance, r = taux ou vitesse de la lumière (299 792 458 mètres par seconde), et t = heure en utilisant l'horloge atomique. L'horloge atomique est nécessaire car le récepteur essaie de calculer la distance en utilisant l'énergie transmise à la vitesse de la lumière. Le temps sera des fractions de seconde et nécessite une « horloge » de la plus haute précision.

Il existe une technologie qui peut rassembler des données de télédétection, des points de données GPS, des données spatiales et non spatiales et des statistiques spatiales en un seul système dynamique d'analyse et c'est un système d'information géographique (SIG). Un SIG est un système de base de données puissant qui permet aux utilisateurs d'acquérir, d'organiser, de stocker et, surtout, d'analyser des informations sur les environnements physiques et culturels. Un SIG considère le monde comme une superposition de couches physiques ou culturelles, chacune contenant des données quantifiables pouvant être analysées. Une seule carte SIG d'une forêt nationale pourrait avoir des couches telles que l'altitude, les arbres à feuilles caduques, les conifères, le type de sol, les taux d'érosion du sol, les rivières et affluents, les routes principales et secondaires, la santé de la forêt, les zones de brûlis, la repousse, la restauration, le type d'espèce animale, sentiers, et plus encore. Chacune de ces couches contiendrait une base de données d'informations spécifiques à cette couche. Presque chaque discipline, cheminement de carrière ou poursuite universitaire utilise des systèmes d'information géographique en raison de la grande quantité de données et d'informations sur le monde physique et culturel. Les disciplines et les cheminements de carrière qui utilisent les SIG incluent : la conservation, l'écologie, la réponse aux catastrophes et l'atténuation, les affaires, le marketing, l'ingénierie, la sociologie, la démographie, l'astronomie, les transports, la santé, la justice pénale et l'application de la loi, les voyages et le tourisme, les médias et la liste pourrait continuer à l'infini. Désormais, le SIG fonctionne principalement à partir de deux modèles spatiaux différents : raster et vectoriel. Raster les modèles SIG sont des images un peu comme une image numérique. Chaque image est décomposée en une série de colonnes et de rangées de pixels et chaque pixel est géoréférencé quelque part sur la surface de la Terre représente une valeur numérique spécifique, généralement une couleur ou une longueur d'onde spécifique dans le spectre électromagnétique. La plupart des images de télédétection entrent dans un SIG sous forme de couche raster. L'autre type de modèle SIG est appelé modèle vectoriel. Vecteur les modèles SIG sont basés sur le concept de points qui sont à nouveau géoréférencés (c'est-à-dire donnés un x-, oui-, et éventuellement z-emplacement) à un endroit précis sur le terrain. À partir de points, des lignes peuvent être créées en connectant une série de points et des zones peuvent être créées en fermant des boucles de lignes vectorielles. Pour chacune de ces couches vectorielles, une base de données d'informations peut lui être attribuée. Ainsi, par exemple, une ligne vectorielle de rivières peut être associée à une base de données telle que la longueur, la largeur, le débit du cours d'eau, les agences gouvernementales responsables et tout ce que l'utilisateur du SIG souhaite y associer. Ce que représentent ces modèles vectoriels est aussi une question de escalader. Par exemple, une ville peut être représentée sous la forme d'un point ou d'un polygone selon le niveau de zoom que vous effectuez sur l'emplacement. Une carte du monde montrerait les villes sous forme de points, alors qu'une carte d'un seul comté peut montrer la ville sous forme de polygone avec des routes, des populations, des canalisations ou des systèmes de grille à l'intérieur.

Un élément YouTube a été exclu de cette version du texte. Vous pouvez le consulter en ligne ici : http://pb.libretexts.org/pg/?p=30


Application de la technologie géospatiale à la gestion de l'eau agricole

Ram Kumar Singh, . Prashant K. Srivastava, dans Gestion de l'eau agricole, 2021

Abstrait

La technologie géospatiale est une technique émergente pour étudier les informations géographiques de la terre réelle à l'aide du système d'information géographique (SIG), de la télédétection (RS) et d'autres informations au sol provenant de divers appareils et instruments. Dans ce chapitre, diverses techniques basées sur des processus géospatiaux séparées en deux catégories différentes, à savoir, conventionnelles et avancées, sont fournies pour la gestion de l'eau agricole. Les descriptions de plusieurs approches sont fournies pour comprendre le rôle de la technologie géospatiale dans la gestion de l'eau agricole. La plupart des approches sont basées sur la télédétection et le SIG en correspondance avec des techniques d'apprentissage statistique qui peuvent éventuellement être utilisées pour la gestion de l'eau agricole.


2.5 : Technologie géospatiale - Géosciences

Les cartes, les données spatiales et temporelles et leur utilisation dans l'analyse et la visualisation font partie intégrante des études en géosciences. Avec l'émergence des technologies géospatiales (systèmes d'information géographique (SIG), télédétection et imagerie, systèmes de positionnement global (GPS) et technologies mobiles), les scientifiques et la communauté des utilisateurs des géosciences sont désormais en mesure d'accéder plus facilement et de partager des données, d'analyser leurs données et présenter leurs résultats. Les éducateurs intègrent également la technologie géospatiale dans leurs programmes de géosciences en incluant une sensibilisation à la technologie dans les cours d'introduction aux cours avancés explorant les capacités pour aider à répondre à des questions complexes dans les géosciences. Cet article examinera comment le nouveau modèle de compétence en technologie géospatiale du ministère du Travail peut aider à garantir que les programmes de géosciences abordent les compétences et les compétences identifiées par la main-d'œuvre pour la technologie géospatiale, ainsi que de nouveaux outils créés par le GeoTech Center pour aider à faire soi-même. et les évaluations de programmes.


2.5.3 Distribution spatiale des attributs

Cela nous amène à la deuxième manière de penser l'organisation des paysages. Les arbres du Nouveau-Mexique et les épiceries de Pittsburg sont des exemples de la façon dont les points ou les objets sont distribués dans l'espace. Mais que se passe-t-il si nous nous préoccupons de la façon dont les objets sont distribués par rapport à une caractéristique ou un attribut ? En repensant à la théorie de la ségrégation de Shelling et à l'âge médian de la carte de Seattle, nous ne cherchons pas seulement à savoir où se trouvent les gens, mais nous sommes plus intéressés à comprendre où se trouvent les personnes présentant certaines caractéristiques (par exemple, l'âge) les unes par rapport aux autres.

En 1970, le célèbre géographe Waldo Tobler a conçu ce qui est maintenant connu sous le nom de Première loi de la géographie cela explique, « tout est lié à tout le reste, mais les choses proches sont plus liées aux choses éloignées ». Cela peut sembler intuitif pour certaines personnes, mais la première loi de la géographie a de profonds impacts sur la façon dont les paysages sont organisés. Si la théorie de la ségrégation de Shelling explique pourquoi les gens se déplacent, la première loi de la géographie de Tobler explique le type de modèles que nous nous attendons à observer en conséquence. Lorsque la première loi de la géographie est vraie et que les choses plus proches sont en fait plus similaires que les choses éloignées, nous pouvons affirmer que la distribution spatiale des attributs est groupée. Inversement, dans le cas moins courant où les choses plus proches sont plus dissemblables que les choses éloignées, nous pouvons affirmer que la distribution spatiale des attributs est dispersée. Les exemples d'attributs dispersés sont certes plus rares que les attributs groupés, mais existent néanmoins.

De retour à Pittsburg, en regardant Carte 2.5.4 nous pouvons observer le revenu disponible moyen à travers la ville. Comment expliqueriez-vous la répartition spatiale de l'âge des personnes dans cette ville ? Il est très clair que les secteurs de recensement dans les deux catégories de revenu disponible les plus faibles sont regroupés davantage vers le centre et l'est de la ville, tandis que les secteurs de recensement avec des revenus disponibles plus élevés sont regroupés dans les zones nord, nord-ouest et sud-ouest de la ville. La première loi de géographie de Tobler est-elle vraie ici ? Rien qu'en observant le modèle, nous pouvons affirmer avec confiance que le revenu disponible à travers la ville semble être organisé en un modèle groupé - un modèle qui n'est certainement pas aléatoire. En fait, on pourrait soutenir que le revenu disponible augmente à mesure que vous vous éloignez du centre-ville, en particulier dans les parties nord, ouest et sud de la ville. Il existe plusieurs types de statistiques spatiales qui peuvent être utilisées pour tester si ces hypothèses sont vraies, mais pour l'instant, le modèle spatial est assez évident à partir d'une simple visualisation des données.

Carte 2.5.4


AJUSTEZ VOS ÉTUDES DE DIPLME ASSOCIÉ DU MCC

Un certificat en sciences et technologies de l'information géospatiale complète un large éventail de parcours universitaires et professionnels, notamment :

  • Entreprise
  • Commerce international
  • La géographie*
  • Géologie
  • L'informatique
  • Études urbaines
  • Arts libéraux et sciences

Contactez le bureau des admissions du Monroe Community College pour en savoir plus sur les opportunités que vous pouvez créer avec un certificat en sciences et technologies de l'information géospatiale. Contactez-nous au (585) 292-2200 ou [email protected]

* La science et la technologie de l'information géospatiale sont également proposées comme l'un des quatre choix de concentration dans la géographie A.S. programme.

Détails du programme

SCIENCE ET TECHNOLOGIE DE L'INFORMATION GÉOSPATIALE (GIST)

Département:Chimie et Géosciences

Écoles): Science, technologie, ingénierie et mathématiques (STEM)

La description
Le certificat en sciences et technologies de l'information géospatiale (GIST) est conçu sur mesure pour les besoins régionaux de l'industrie GIST de l'ouest de l'État de New York, tout en permettant d'éventuelles opportunités de transfert vers des universités de quatre ans. Le programme de certificat géospatial de 24 crédits comprend huit cours de base, dont un cours de synthèse. Ce programme offrira aux étudiants la possibilité de faire un stage et/ou de trouver un emploi dans le domaine géospatial en un an. Les étudiants ont également la possibilité de compléter un A.S. diplôme en géographie avec une concentration en technologie géospatiale en suivant des cours supplémentaires (voir A.S. en géographie). Les étudiants qui obtiennent un certificat GIST ont une grande variété d'options de carrière, y compris un technicien SIG, un cartographe, une intelligence géospatiale ou un analyste en télédétection.

Résultats d'apprentissage du programme
1. Localisez les principales unités politiques importantes pour la géographie.
2. Localisez les caractéristiques physiques importantes pour la géographie.
3. S'engager dans le processus scientifique.
4. Mener des travaux sur le terrain à l'aide d'un SIG mobile.
5. Utiliser les principes cartographiques dans la conception de cartes de qualité professionnelle.
6. Effectuez des workflows de télédétection de base pour résoudre des problèmes ou répondre à des questions spécifiques.
7. Formuler un flux de travail SIG approprié pour exécuter la résolution de problèmes géospatiaux ou la prise de décision.
8. Évaluer les tendances des données ponctuelles (par exemple, densité de points, « points chauds », centre géographique) à l'aide du SIG.
9. Sélectionnez une méthode analytique géospatiale appropriée pour résoudre un problème particulier ou prendre une décision particulière.
10. Appliquer des compétences de pensée critique pour résoudre des problèmes.

Potentiel d'emploi
Pour les emplois connexes : Coach de carrière
Ressource professionnelle : https://www.onetonline.org

Conditions d'admission au programme
Diplôme d'études secondaires, GED ou équivalent.

Exigences de distributionHeures de crédit
SEMESTRE D'AUTOMNE : 13 HEURES DE CRÉDIT
GEG 100 Laboratoire de géographie physique I 1
GEG 101 Géographie physique I3
Terre numérique GEG 1303
Cartographie GEG 1313
GEG 133 Introduction à la télédétection3
Total13
SEMESTRE DE PRINTEMPS : 11-12 HEURES DE CRÉDIT
GEG 102 Géographie humaine3
GEG 230 Analyse spatiale et SIG3
GEG 239 Capstone en technologie géospatiale2
PROGRAMME ÉLECTIF*3-4
Total11-12
CRÉDITS TOTAUX24-25

*PROGRAMME AU CHOIX : AAD 104, AAD 105, COM 115, CPT 101, CRC 170, ENG 251, MET 101, les autres cours au choix doivent être approuvés par le directeur du programme de certificat. Veuillez noter que certains de ces cours au choix ont des prérequis.


Voir la vidéo: QUEST-CE QUE LES GÉOSCIENCES?