Le système d’information géographique (SIG) et la télédétection

Le système d’information géographique (SIG) et la télédétection

Télécharger le fichier pdf d’un mémoire de fin d’études

Aspect géologique général

Madagascar dans le cadre du Gondwana

Dans le cadre du Gondwana (fig n°2), Madagascar s’est situé en position centrale : limité par le continent Africain à l’ouest et par l’Inde à l’Est, avec la Somalie au Nord et au Sud par l’Antarctique.
Madagascar aurait appartenu à la partie ouest du Gondwana oriental avec Inde, Australie et l’Antarctique.
La grande île s’est trouvée au centre dans la zonede collision des deux super continents.
L’ouverture du Canal de Mozambique, il y a 150 Ma, côté Afrique, de façon progressive était suivie d’une formation de la marge active de la partie Ouest de Madagascar depuis le Karroo (Permien). Ensuite l’ouverture de l’Océan indien en 80 Ma s’est passée d’une manière brutale, celle ci est matérialisée par la faille bordière orientale conditionnant le dessin rectiligne du littoral Est de Madagascar.
Les ceintures Mozambicaines sont des ceintures majeures de collision (chaînes mobiles) qui parcouraient le Gondwana selon Collins en 2003. La chaîne panafricaine fait partie de ces chaînes mobiles et caractérisée par un métasomatisme intense dans les faciès amphibolite à granulite. Cette chaîne apparaît à l’échelle du Gondwana comme des zones detranspression (régime décrochant et compressif) développant un réseau dezones de cisaillement ductiles.

Le concept récent sur le socle cristallin précambrien

Géologiquement, Madagascar se subdivise en deux entités bien distinctes dont le socle cristallin qui affleure sur les deux tiers de sa superficie et la deuxième caractérisée par des formations sédimentaires qui couvrent le tiers restant et s’étend vers la partie occidentale.
De nombreuses recherches ont été réalisées en ce qui concerne la structure du socle cristallin de Madagascar. Dans les paragraphes qui suivent, nous allons passer en revue les conceptions et hypothèses recents sur l’histoire et la structure du socle de Madagascar.
Des hypothèses anciennes comme ceux de H Besairie en 1948 et celui de G Hottin en 1969, ainsi que ceux récemment par Collins et al en 2003 mettent le point sur cette configuration du socle Malgache.

La configuration du socle cristallin précambrien de Madagascar d’après Collins et al en2003

En 2002, ils ont affirmé que le socle cristallin de Madagascar est subdivisé en neufs grandes unités tectono-métamorphiques, ceci est expliqué dans la figure n°3 .Le socle cristallin précambrien est alors constitué de cinq bloc tectono-métamorphiques stable, de trois nappes de charriage et d’une suture.

Le bloc d’Antongil

A l’Est, le bloc d’Antongil comprend un noyau de la croûte primitive tonalitique à 3200 Ma que l’on trouve en enclaves dans des granites à 2520 Ma. Le métamorphisme est épizonal à mésozonal et apparemment ce bloc n’a pas été affecté par l’orogenèse panafricaine. La déformation et le métamorphisme semblent être d’âge fin Archéen et cette unité représenterai t la bordure orientale du craton de Dharwar (Inde). De plus, l’idée du rattachement de ce bloc au Gondwana oriental est unanimement partagée.

Le bloc d’Antananarivo

Le bloc d’Antananarivo est composé de gneiss et de granitoïdes à 2500 Ma intercalés avec des orthogneiss à 800 Ma (granites, gabbros). Cet ensemble a été repris par les évènements panafricains (granites stratoïdes alcalins à 630 Ma et granites à 550 Ma).
Ce bloc présente deux particularités structurales majeures : la virgation d’Antananarivo (qui se manifeste par une inflexion vers l’ouest des lignes structurales qui sont N-S) et le cisaillement d’Angavo, une zone de structures verticales qui est reconnue sur près de 600 km entre le sud de Fianarantsoa et le nord d’Antananarivo.

Le bloc de Taolagnaro-Ampanihy

Il est délimité au nord par la structure chevauchante et décrochante sénestre de Ranotsara (la zone de cisaillement senestre d’orientation NW –SE qui croise la totalité du domaine central) auquel les auteurs attribuent une signification variée. Dans sa partie Sud-Est, cette zone de cisaillement sépare un domaine de gneiss archéens et de granites au nord (unité d’Antananarivo) d’un domaine protérozoïque, largement métasédimentaire, ce qui embles lui conférer une grande importance tectonique. Par contre, dans ses parties centrale et occidentale, ce cisaillement met en contact deux ensembles protérozoïques de degrés de métamorphisme comparables (faciès granulite et amphibolite profond), ce qui suggérerait que Ranotsara ne soit pas une structure majeure (Collins2003).

Dans ce cas, le domaine du Sud devrait se rattacher à l’unité d’Itremo (colins 2003). Les grands tracés structuraux de ce domaine sont bien connus par les nombreuses publications récentes. Ils sont caractérisés par de grandes zones de cisaillement verticales à linéation horizontale séparant des domaines plissés en dômes et bassins. Ces structures sont interprétées comme le résultat d’un raccourcissement est-ouest en régime de transpression. Le métamorphisme de faciès granulite évolue par paliers, délimités parles zones de cisaillement, d’un type de basse pression (4 à 5 kb) à l’est à un type de haute pression (10-12 kb) à l’ouest.

Le bloc de Vohibory

Le bloc de Vohibory est situé à l’extrême Sud du socle cristallin.Les formations sont très faiblement métamorphisées dans le faciès schiste vert.
Des ultrabasites minéralisées en cuivre affleurent sur la bordure occidentale de ce bloc, ces formations sont interprétées comme étantun vestige d’ophiolite, et aussi la région de Vohibory témoignerait la fermeture d’un océan par extraction de la croûte océanique.

Le bloc d’Amboropotsy-Ikalamavony

Le bloc d’Amboropotsy-Ikalamavony, essentiellement migmatisé, est l’équivalent abyssal des formations de la nappe d’Itremo, elles sont d’âge Protérozoïque moyen. On suppose que l’époque de dépôt est sensiblement el même que celle du dépôt des sédiments de la plateforme.
Les formations d’Amboropotsy-Ikalamavony témoignent un détroit mais pas un océan.

La nappe de Tsaratanana

La nappe de Tsaratanana est formé de trois ceintures (Maevatanana,Andriamena, Zafindravoay-Alaotra) composée de gneiss mafiques, tonalites, roches ultramafiques et métapélites dont certaines ont subi un métamorphisme de très haute température. Des intrusions précoces ont été datées entre 2490 et 2750 Ma et des gabbros à 800 Ma sont plissés et recoupés par des charriages vers l’est. Ces charriages (à haut vers l’est) semblent postérieurs à l’intrusion de granites à 637 Ma et sont responsables de l’allure en synforme de l’unité. Des mylonites ont été observées entre les unités basales de Tsaratanana et le bloc d’Antananarivo.

La nappe d’Itremo

La nappe d’Itremo constitue un vaste ensemble méta-sédimentaire (où les structures sédimentaires sont bien conservées en raison d’un métamorphisme d’intensité relativement faible, sous faciès schiste vert et amphibolite supérieur), qui s’étend vers l’Ouest jusqu’à la limite des terrains sédimentaires et, vers le Sud, jusqu’à la structure de Ranotsara. Cet ensemble est très vraisemblablement Protérozoïque, avec un large développement de roches carbonatées.
La sédimentation s’est produite entre 1855 Ma (âge le plus vieux) des zircons détritiques dans les quartzites) et 804 Ma (âge le plus ancien des intrusions recoupant ce groupe). L’Itremo a été déformé en plis couchés isoclinaux avant l’intrusion de gabbros, syénites et granites à environ 800 Ma, puis par des plis verticaux d’orientation principale N – S. Des intrusions de granites post-tectoniques sont datées à 550 Ma.

La nappe de Bemarivo :

La nappe de Bemarivo semble recouper (à l’échelle de la carte) les unités d’Antananarivo, d’Antongil et du Betsimisaraka. Sa partie sud est dominée par des métasédiments de faciès amphibolite profond et granulite. Sa partie nord comprend des massifs de granites en dômes et aussi des rhyolites datées à 715 Ma qui ont été déformées par des plis isoclinaux verticaux. La partie sud a été déformée par des charriages à haut vers le sud qui sont contemporains du faciès granulite, avec des datations sur monazite et sphène marquant un refroidissement à 510-520 Ma. Ces âges cambriens indiqueraient que le Bemarivo a été charrié sur un ensemble déjà amalgamé du centre de Madagascar.

La suture Betsimisaraka :

La suture Betsimisaraka forme une bande qui borde à l’Ouest le bloc d’Antongil. Elle est composée de gneiss alumineux à graphite associés à des méta-ultrabasites. Cette unité pourrait être interprétée comme la bordure occidentale de l’océan Mozambique dont la fermeture a conduit à l’assemblage du Gondwana au Panafricain.

Fonctions du SIG

Les éléments suivants regroupent en général la fonction du S I G :
Enregistrement de l’information
Représentation
Remise en question sur les informations Analyses des données
Simulations
Aide à la prise de décision

Applications du SIG

Le SIG peut s’appliquer dans plusieurs domaines, à savoir :
Environnement
Gestion des ressources naturelles
Gestion municipale
Géo marketing
Applications scientifiques
Gestion des parcours de livraisons
Recherche minière ….

Les avantages de l’application du SIG

Le S I G présente des intérêts par rapport aux autres outils d’informations traditionnels.
Ainsi, l’outil informatique nous facilite à l’amélioration de la précision et la vitesse d’exécution de certaines opérations réalisable manuellement (analyse spatiale et production de cartes).
Il est possible de créer une carte une fois que les données ou informations sont introduites.
Aussi, il est facile d’y ajouter des données tabulaires, et nous pouvons ainsi afficher et interroger ces données, en faisant la synthèse et en les organisant géographiquement.
Vues ces diverses spécificités du SIG, on peut dire que ce système est :
Un outil de suivi et de révision efficace ;
Un matériel permettant de visualiser, d’explorer et d’analyser les données géographiques ;
Un outil permettant de découvrir et de discerner les structures géologiques.

Le S I G appliqué à la géologie

Puisque le SIG est applicable dans plusieurs domaines, comme le cas du domaine minier, il présente des relations avec la géologie.

Relation entre le S I G et la géologie

C’est évident d’établir un système d’information géographique au domaine géologique, car c’est un outil qui permet de mettre en valeur des informations géologiques et minières qui a pour but de faciliter la lecture, la recherche, l’interprétation, afin de proposer une éventuelle correction cartographique. Pour bien accomplir cette relation, il faut définir les besoins afin de dominer le processus d’acquisition et de transformation des données.

Les différents composants du système

Il faut que les unités suivantes soient acquises, pour que l’association SIG et la géologie rend efficace :
· La banque de données déjà établie : carte, image satellite, bibliographie.
· Le système d’information qui comprend à la fois les matériels et logiciels constituant les données et les utilisateurs.
· La personne, ou le manipulateur du système qui, ayant la capacité pour le bon fonctionnement du S I G.
· Les processus de manipulation des données géologiques afin d’apporter l’éventuelle remarques ou apporter des révisions cartographiques.

Collecte, validation et numérisation des données

Le bon fonctionnement de l’étude est complètement dépendant du succès de cette première étape qui consiste à rechercher, acquérir et valider les données avant leur insertion dans les bases de données.
Les données qui correspondent à chaque thème seront validées avant leur stockage définitif dans les bases thématiques.

A partir des matériels adéquats au processus de scannage, ou de digitalisation des documents à l’aide d’un équipement matériel (table à digitaliser, scanner) et logiciels adaptés, les données cartographiques (carte topographiques, géologique,…) qui sont actuellement sous forme papier devront être transférées sous forme numérique.
La qualité du système est dépendante de la qualité des informations stockées et utilisées. En ce qui concerne la qualité des données ; plusieurs composantes seront prises en compte : précision de la localisation, exactitude et la précision des attributs, résolution, cohérence logique, exhaustivité, temps, révision, écart entre la position d’un objet sur le terrain et sa position dans la base de données.

Stockage et gestion des données

Cette deuxième partie consiste à gérer les informations géologiques recensées afin de les classer selon les thèmes que ce soit lithologique, structural, tectonique.

Traitement des données et modélisation

Pour que les données soient manipulables par des processus informatiques, il faut établir des données géoréférenciées.
L’établissement de la carte thématique doit se passer par les trois étapes suivantes : collecte des données géologiques: description du problème et rassemblement des données nécessaires à la révision.
Analyse des données : traitements simples avec analyse des données, extraction des caractéristiques qui se rapportent au problème posé et superposition.
Classification, combinaison: classification statistique, modélisation, et combinaison des données.

Le logiciel et le S I G

Le S I G

Le SIG est défini comme étant une discipline scientifique qui a pour objet l’étude des phénomènes physiques, biologiques et humains localisés à la surface du globe.
Ce système fonctionne a partir des composantes logiciels, et matériels tels que :
Composantes matérielles
L’ordinateur,
unités de disque et d’archivage
le scanneur (balayeur)
l’imprimante
le GPS)
b) Composantes logicielles (Logiciels SIG, Système de gestion de bases de données, Système de traitement d’images, logiciel de traitements statistiques) ,Logiciel de compression

Présentation du logiciel S I G « Map Info »

Propriétés du Logicie l

Le logiciel « Map Info » employé pour cette étude e st celui de la version 7.0 Configuration requise: 8 Mo de RAM au moins, sur un PC 486 ou Pentium.

Processus de création d’une table

Les bases de données de Map Info sont organisées en tables. Chaque table est formée de ligne et de colonne. Chaque ligne contient des informations concernant une caractéristique géographique particulière, un événement, etc….Chaque colonne
contient un type particulier d’informations sur les données de la table.
o Création d’une planche d’information, c’est-à-dire que la présence d’une information graphique conduit à l’existence d’une information sous forme de tableau.
o Définir un champ minimum avec type et largeur, à définir un système de projection (Non terrestre kilométrique : Laborde), et entrer les points ou les limites cartographiques puis nommer la table.

Affichage d’une table

Afficher une table veut dire ouvrir les données géographiques de type carte ou bien de données textuelles de type tableau. Normalement une table possède ces deux types d’information comme nous l’avons vu précédemment. Des cas particuliers se présentent comme pour les images raster qui ne sont pas de données textuelles ou bien les tableaux importés issus des tableurs qui n’ont pas de données cartographiques rattachées.

enregistrement d’une table

Il est obligatoire d’enregistrer la table sous forme de document pour conserver les point déjà callés.

Modèles de visualisation

On connaît cinq types de visualisations telles que:
-Visualisation automatique (par défaut) : carte si les données géographiques sont rentrées
– Sous forme de données.
– A partir d’une carte courante : le logiciel« Map info» superpose, si possible (même
référentiel de base), les données à la carte active.
-Nouvelle fenêtre carte.
-Pas de visualisation (ouverture de la table sans tableau ni carte).

Contrôle des couches

Chaque table possédant des données géographiques correspond à une couche. Plusieurs tables peuvent être ouvertes de façon à superposer les couches cartographiques « comme des feuilles de calque ».
L’ouverture d’une fenêtre carte donne accès au menu Carte, sous-menu Contrôle des couches.
Chaque couche (soit chaque table cartographique) peut être gérée par ce sous-menu :
Quatre fonctions sont disponibles lors de ce contrôle :
Rendre la couche visible ou non
Rendre la couche modifiable ou non
Rendre la couche sélectable ou non
Ajouter des étiquettes (=information textuelle contenue dans des champs à côté de l’objet cartographique auquel elle est rattachée)
L’ordre des couches dans la liste correspond à l’ordre d’empilement des couches géographiques (attention certaines couches peuvent en masquer d’autres !).

Le système d’information géographique (SIG) et la télédétection

Table des matières

INTRODUCTION
Partie 1 : Evolution des concepts relatifs au socle cristallin précambrien
I – Généralités sur la zone d’étude
I – 1 Justification du choix de la zone d’étude
I – 2 Localisation de la zone d’étude
I – 3 Climat
I – 4 Végétation
I – 5 Orographie
I – 6 Hydrographie
II – Aspect géologique général
II – 1 Madagascar dans le cadre du Gondwana
II – 2 Le concept récent sur le socle cristallin précambrien
II – 2-1 La configuration du socle cristallin précambrien de Madagascar d’après Collins et al en 2003
II – 3 Situation de la région de Maevatanana Andriba dans le socle cristallin Malgache
II – 4 Les détails concernant les principales formations géologiques du secteur étudié
II – 5 Les minéralisations dans la région d’Andriba-Maevatanana
III – Etat de connaissances
III – 1 Les travaux antérieurs
IV – Les Matériels et méthodes utilisées
IV – 1 Les matériels utilisés
IV – 2 Méthodologie
Partie 2 : Le système d’information géographique (SIG) et la télédétection
I – Le SIG : Le Système d’Information Géographique
I – 1 Définition
I – 2 Principe du SIG
I – 2 – 1 Fonctions du SIG
I – 2 – 2 Applications du SIG
I – 3 Les avantages de l’application du SIG
II – Le SIG appliqué à la géologie
II – 1 Relation entre le SIG et la géologie
II – 2 Les différents composants du système
II – 3 Les principaux rôles des composants du système
II – 4 Le logiciel et le SIG
II – 4 -1 Le SIG
II – 4 – 2 Présentation du logiciel SIG « Map Info »
III – La télédétection
III – 1 Définitions
III – 2 Principe de la télédétection
III – 2 – 2 Les divers éléments de la télédétection
III – 2 – 3 Le logiciel utilisé en télédétection
III – 3 Les intérêts de son application
III – 4 Les limites de son application
III – 5 Traitements préliminaires
III – 6 Le SIG associé à la Télédétection
Partie 3 : Apports des travaux effectués
I – Les données utilisées
I – 1 Les aspects pétrographiques de la région
I – 2 Données cartographiques
I – 2 – 1 La carte topographique
I – 2 – 2 La carte géologique
I – 2 – 3 Les images satellitaires
II – Résultats
II – 1 Carte d’occupation du sol
II – 1- 1 Analyse de la carte d’occupation de sol
II – 1- 1- 1 Analyse statistique
II – 1- 1- 2 Résultat numérique de la classification sur la carte d’occupation de sol
II – 1- 1- 3 Relation entre la végétation et le sous sol
II – 1- 1- 4 Commentaires
II – 2 Carte des réseaux hydrographiques
II – 2 – 1 Analyse des réseaux hydrographiques
II – 2 – 1- 1 Les types de réseaux hydrographiques rencontrés dans la région
II – 2- 1- 2 Relation entre le types de réseaux hydrographiques et le sous sol
II – 2- 1- 3 Densité du réseau
II – 2- 1- 4 Commentaires
II – 3 Carte des trajectoires des foliations
II – 3 – 1 Analyse structurale sur logiciel STEM
II – 3 – 2 Représentation des foliations sur la rosace
II – 3 – 3 Description
II – 3 – 4 Interprétations de la carte de foliations
II – 4 Carte des trajectoires des linéaments (failles)
II – 4 – 1 Analyse des linéaments
II – 4 – 2 Description de la rosace des linéaments
II – 4 – 3 Interprétations de la carte des linéaments
II – 4 – 4 Synthèse structurale
II – 5 Carte lithologique
CONLUSIONS
Annexes

Télécharger le rapport complet le système d’information géographique (SIG)