Introduction à QGIS

Estéban Hamel Jomphe

Novembre 2023

Mise en contexte :

Cet atelier vise à faire une introduction au logiciel QGIS, un Système d’Information Géographique (SIG) gratuit. Dans cet atelier, nous ferons quelques exemples pour vous familiariser avec l’analyse de données spatiale dans les logiciels SIG. Un des avantages du logiciel QGIS est qu’il est gratuit et que plusieurs extensions sont développées et peuvent être installées au besoin.

Si vous n’avez pas installé le logiciel QGIS, vous pouvez le faire au lien suivant : https://qgis.org/fr/site/forusers/download.html

Objectifs :

Utiliser des données ouvertes;

Manipuler des données vectorielles et matricielles;

Introduire des extensions pour l’analyse hydrographique;

Ajouter une référence spatiale à des images;

Exporter des données sous différents formats;

Développer un outil pour faire une chaine d’opération.

Exercice 1 : Les bassins versants

1.1 Importer des données ouvertes. Exemple RNCan

Mosaïque MNEHR – HRDEM

La description du produit et les différents moyens d’y accéder : https://ouvert.canada.ca/data/fr/dataset/0fe65119-e96e-4a57-8bfe-9d9245fba06b

Pour ajouter comme fond de carte dans QGIS (Web Map Service (WMS)

Dans QGIS :

Refaites les étapes précédentes pour établir une connexion WCS.

https://datacube.services.geo.ca/ows/elevation

1.2 Édition/création de couche

Vous allez maintenant créer une couche temporaire pour pouvoir travailler sur les données d’élévation de la région de Trois-Rivières seulement.

Le panneau suivant devrait vous apparaitre :

À ce stade, votre couche sera vide et un pictogramme sera indiqué à droite de celle-ci pour signifier qu’il s’agit d’une couche temporaire.

Pour créer les contours d’un polygone, il faudra entrer en mode édition.

Pour compléter l’édition, recliquez sur le pictogramme de crayon et enregistrez vos modifications.

1.3 Exportation des données matricielles

Maintenant que nous avons une superficie délimitée autour de Trois-Rivières, il sera possible d’exporter les données d’élévations pour cette région.

1.4 Utiliser un algorithme de délimitation des bassins versants

Pour l’exercice, vous délimiterez les contours de sous-bassins versants du territoire donné. L’outil fill bassins (Wang Liu) sera retenu pour cela. Il s’agit d’un algorithme d’hydrologie qui calcule les sous- bassins versants à l’aide de l’information d’un modèle d’élévation.

Dans l’outil:

1.5 Transformer les données

Maintenant qu’une couche matricielle a été générée, il serait intéressant de pouvoir faire de calcul sur cette dernière. Pour cela, nous allons utiliser un outil de conversion pour passer d’un format matriciel à vectoriel.

1.5 Modifier la table d’attribut

Un avantage des données sous format vectoriel est qu’il est possible d’ajouter des attributs spatiaux et de bonifier les données existantes. Dans l’exemple suivant, vous pourrez ajouter le calcul de la superficie des différents bassins versants tracés à l’étape précédente.

Maintenant vous allez modifier le champ « superficie » pour calculer la superficie de chacun des polygones.

Maintenant que la superficie de chaque polygone est connue, un autre champ pourrait servir à définir la taille de celui-ci. Pour l’exercice, supposons que les polygones inférieurs à 50 hectare seront considérés comme petits, ceux plus grands que 5000 hectares et inférieurs à 50 hectares seront considérés comme moyen et ceux supérieurs à 50 00 hectares seront considérés comme gros.

Toujours dans votre table d’attributs, ajoutez un champ comme aux étapes précédentes.

Une fois ces opérations terminées, vous pouvez enregistrer vos modifications en décochant le pictogramme de crayon et en répondant « Enregistrer » dans la boîte de dialogue qui s’ouvrira.

Exercice 2 : Faire une carte

Le logiciel permet aussi facilement de faire une mise en page d’une carte que vous pourrez exporter ensuite. Basée sur la couche de bassins versants faite précédemment, une première étape sera de changer les couleurs selon le critère de taille du bassin versant. Ensuite vous utiliserez l’outil de mise en page pour faire votre carte.

2.1 Ajuster la symbologie (les couleurs)

Il est ensuite possible de changer les couleurs manuellement et idem pour les classes. D’autres catégories auraient pu être faites. Par exemple, en utilisant le champ de superficie, des catégories auraient pu être entrées manuellement selon la taille exacte des polygones.

2.2 Utiliser le composeur de carte

Pour créer la carte, l’outil de composeur de carte s’active dans une fenêtre à part.

Dans le composeur de carte, vous pourrez utiliser les différents pictogrammes ou le menu dans le haut de la fenêtre pour ajouter les éléments que vous voudrez. Ici nous prendrons par exemple, un titre, une flèche du nord, une barre d’échelle et une légende. De plus, il vous sera possible de modifier l’ordre des objets avec le panneau de droit.

À l’aide du pictogramme de carte, ajoutez un carré où sera votre carte.

Ajoutez une forme (un rectangle) sur un des côtés.

Dans les propriétés de l’objet « Carte », ajustez l’échelle à 120 000.

Utiliser le pictogramme avec les flèches (en bleu) pour bouger la carte au besoin).

Dans la barre supérieure, ajoutez les objets suivants :

Le composeur de carte enregistre simultanément vos changements. Ceux-ci seront sauvegardés dans l’outil de mise en page. Ainsi, vous pourriez revenir plus tard à l’objet « Carte 1 » défini plus tôt et vous auriez vos éléments de cartographie de façon uniforme pour différentes cartes dans ce même projet.

Exercice 3 imagerie satellitaire et géoréférencement

Différentes méthodes existent pour importer des images satellitaires dans QGIS. Avec l’apport de données ouvertes sur différentes plateformes, certains développeurs ont fait des extensions pour faciliter le téléchargement d’imagerie satellitaire, notamment celles disponibles avec Google Earth Engine. Pour cela, il vous faut installer l’extension « Earth Engine » dans QGIS et le configurer avec des commandes Python. Nous ne ferons pas cela aujourd’hui, mais cela peut être très utile si vous utilisez ce genre de données régulièrement.

Pour l’exercice, nous utiliserons une connexion vers une image déjà créée dans Google Earth Engine. De manière similaire aux couches d’élévation précédemment utilisée, nous définirons une connexion XYZ vers une image existante.

3.1 Créer une connexion vers une image existante

Au besoin, allez dans les propriétés de la couche pour modifier les paramètres d’images (luminosité, contraste, saturation).

3.2 Géoréférencer une image

Le géoréférencement est parfois utile lorsqu’on possède une photo et qu’on voudrait lui donner une référence spatiale à un endroit donné. Pour cela il vous faudra quelques points de contrôles et une carte déjà référencée de la région d’intérêt (soit un fond de carte géoréférencé comme Google Map ou un shapefile de la région). L’extension « Georeferencer » doit être téléchargée si l’outil n’est pas déjà dans vos commandes proposé par le logiciel.

Pour l’exercice, prenons par exemple un imprime écran des rues de la ville de Trois-Rivières.

Pour ouvrir l’outil de géoréférencement, cliquez sur la barre d’outils Raster : Choisir « Georeferencer »

Vous pouvez maintenant passer à la définition des points de contrôle. Utilisez le pictogramme pour ajouter un point.

La fenêtre contextuelle s’ouvrira à nouveau en indiquant les coordonnées du point ou vous avez cliqué sur votre carte de référence.

Refaites ces étapes en prenant 4-5 points un peu partout dans votre image.

Lorsque vous avez suffisamment de points de contrôle, vous pouvez cliquer sur « débuter le géoréférencement » pour lancer l’outil.

Votre carte apparaîtra ainsi géoréférencée et sera enregistrée selon les paramètres que vous aurez entrés précédemment.

Exercice 4 : Extension pour GPS

Créer un fond de carte

Une autre utilité du logiciel QGIS est de faire l’intermédiaire entre différents types de fichiers pour pouvoir télécharger des points dans ou hors d’un GPS et créer des fonds de cartes rapidement pour un GPS. L’extension « GarminCustomMap » et « POI Exporter » est cependant nécessaire.

Pour créer un fond de carte, ajustez vos différentes couches pour que l’emprise de votre écran corresponde à l’endroit désiré. L’extension « GarminCustomMap » ne permet seulement que de faire une imprime écran d’une zone et de la transformer dans un format qui est lisible par les GPS.

Ajouter des points GPS

Pour l’exercice, vous créerez une couche temporaire de points (Voir étape 1.2).

Pour ajouter les points créés précédemment, cliquez sur le pictogramme POI pour lancer l’extension.

Dans la fenêtre qui s’ouvrira, sélectionnez le dossier où sera enregistré votre fichier de points

Note : Dans les deux cas, il faudra ensuite transférer vos fichiers « GPX » pour les points ou « KMZ » pour le fond de carte dans votre GPS.

Exercice 5 : Modeleur Graphique pour les opérations imbriquées.

L’outil modeleur graphique ou « model builder » en anglais permet de combiner plusieurs fonctions dans une chaine de commande prédéterminée. Cela a pour avantage d’uniformiser et d’automatiser des étapes qui sont parfois redondantes dans votre travail. Dans l’exemple suivant, nous reprendrons les différentes étapes faites avec l’exercice 1 pour les intégrer dans le modeleur graphique.

Refaite de même pour calculer un second champ qui celui-ci correspondra à la taille

Votre modèle serait alors complet. Il est possible ensuite de l’enregistrer et le lancer. Avec le

pictogramme suivant :

Le modèle final devrait ressembler à ceci

*Fin du numérilab*