De l'aménagement numérique des territoires à l'intégration du Web dans l'analyse géographique : nouvelles méthodes et perspectives pour les Systèmes d'Information Géographiques (SIG), la cartographie et la télédétection, Digital development of territories integration of the Web in geographical analysis : new methods and prospects for Geographic Information Systems (GIS) mapping and remote sensing

ACADÉMIE D’AIX-MARSEILLE
UNIVERSITÉ D’AVIGNON
ET DES PAYS DE VAUCLUSE



THÈSE

pour obtenir le grade de Docteur en Sciences Humaines et Sociales
SPECIALITE : Géographie

École Doctorale 355 « Sciences Humaines et Sociales »






présentée par
Hiba Alawad

De l’aménagement numérique des territoires
à l’intégration du Web dans l’analyse géographique
Nouvelles méthodes et perspectives
pour les Systèmes d’Information Géographiques (SIG),
la cartographie et la télédétection



Soutenue publiquement le 8 novembre 2010 devant le Jury composé de :
M. François MORICONI-EBRARD, DR-CNRS, SEDET, Université Paris 7-Diderot Rapporteur
M. Gilles PUEL, MCF - HDR, Université de Toulouse 2
Mme Agnès BÉGUÉ, CR-CIRAD - HDR, UMR-TETIS, Montpellier Examinateur
Mme Catherine MERING, PU, Université Paris 7-Diderot
M. Loïc GRASLAND, PU, Université d’Avignon Directeur de thèse

tel-00569413, version 1 - 25 Feb 2011

tel-00569413, version 1 - 25 Feb 2011Sommaire
REMERCIEMENTS ______________________________________________________________________ 5
INTRODUCTION GENERALE_____________________________________________________________ 7
PARTIE 1
INEGALITES TERRITORIALES NUMERIQUES ET REDUCTION DE LA FRACTURE
NUMERIQUE___________________________________________________________________________ 19
INTRODUCTION DE LA PREMIERE PARTIE______________________________________________ 21
1. CHAPITRE 1
LES DIMENSIONS GEOGRAPHIQUES DES TECHNOLOGIES D’INFORMATION
ET DE LA COMMUNICATION (TIC) ______________________________________________________ 22
INTRODUCTION ________________________________________________________________________ 23
1.1. LES TIC ET L’ESPACE GEOGRAPHIQUE _______________________________________________ 24
1.2. INTERNET EST UN RESEAU DE TRANSPORT D’INFORMATIONS NUMERIQUES ___________________ 26
1.3. LES TIC COMME ELEMENT DE DEVELOPPEMENT DURABLE _______________________________ 29
1.4. UNE NOUVELLE CONCEPTION DES RELATIONS ENTRE TELECOMMUNICATIONS ET TERRITOIRE ____ 31
1.5. LE RESEAU INTERNET PEUT-IL ANNULER L’EFFET DE LA DIMENSION SPATIALE ? ______________ 32
1.6. LINTERNET SUPPRIME LES FRONTIERES NATIONALES (UN RESEAU MONDIAL)_________ 34
1.7. LES DIFFERENCIATIONS REGIONALES DE DEVELOPPEMENT NUMERIQUE : ETUDE SUR LE BASSIN
MEDITERRANEEN _______________________________________________________________________ 38
1.8. LE HAUT DEBIT EN FRANCE________________________________________________________ 38
CONCLUSION __________________________________________________________________________ 43
2. CHAPITRE 2
INEGALITES SPATIALES DANS LA DESSERTE D’INTERNET
ET DANS LES MODES DE CONNEXION EN FRANCE ______________________________________ 44
INTRODUCTION ________________________________________________________________________ 45
2.1. INEGALITES TERRITORIALES DE REPARTITION DES RESEAUX DE TELECOMMUNICATION EN FRANCE46
2.2. LA COUVERTURE DU MILIEU RURAL PAR LE HAUT DEBIT (FRANCE) _________________________ 48
2.3. DESSERTE A HAUT DEBIT AU SEIN D’UN DEPARTEMENT FRANÇAIS (LA DROME) _______________ 52
2.4. MODES DE CONNEXION A INTERNET _________________________________________________ 56
2.5. LES USAGES D’INTERNET__________________________________________________________ 73
2.6. LE HAUT DEBIT, POUR QUOI FAIRE? 77
CONCLUSION 79
3. CHAPITRE 3
CHOIX D’UNE COMMUNE D’ETUDE ET ANALYSE DES TECHNOLOGIES DE DESSERTE
CORRESPONDANTES___________________________________________________________________ 80
INTRODUCTION ________________________________________________________________________ 81
3.1. CHOIX DE LA COMMUNE DE DESSERTE _______________________________________________ 82
3.2. LE WI-FI COMME CHOIX DE LA TECHNOLOGIE DE DESSERTE______________________________ 89
3.3. LE CHOIX DU POINT D’ACCES (AP) __________________________________________________ 94
CONCLUSION _________________________________________________________________________ 100
4. CHAPITRE 4
SCENARIOS DE DESSERTE PAR LA TECHNOLOGIE WI-FI ET METHODE D’ESTIMATION
DE LA POPULATION A DESSERVIR_____________________________________________________ 101
INTRODUCTION _______________________________________________________________________ 102
4.1. LES DONNEES DANS LES BASES IGN ________________________________________________ 103
4.2. CHOIX DES MODELES DE DONNEES RASTER ET VECTEUR ________________________________ 104
4.3. LE PRINCIPE D’ANALYSE DU CHAMP DE VISIBILITE_____________________________________ 105
4.4. LES PROJECTIONS ______________________________________________________________ 105
4.5. UN MNT COMPATIBLE POUR L’ ________________________ 105
4.6. STRATEGIE D’IMPLANTATION D’UN POINT D’ACCES (AP) 108
4.7. TROIS SCENARIOS D’ETUDE POUR INSTALLER L’AP ____________________________________ 109
4.8. METHODE D’ESTIMATION DE LA POPULATION COMMUNALE A PARTIR DU BATI _______________ 116
CONCLUSION _________________________________________________________________________ 121
5. ELEMENTS DE REFLEXION ET PISTES DE RECHERCHE____________________________ 122
3
tel-00569413, version 1 - 25 Feb 2011Sommaire

6. CONCLUSION DE LA PARTIE 1 ____________________________________________________ 128
PARTIE 2
ANALYSE DU BATI A L’AIDE DES TIC (GOOGLE EARTH)
POUR LA REDUCTION DE LA FRACTURE NUMERIQUE _________________________________ 135
INTRODUCTION DE LA DEUXIEME PARTIE ____________________________________________ 137
1. CHAPITRE 1
TELEDETECTION ET INTERPRETATION DES IMAGES NUMERIQUES ____________________ 141
INTRODUCTION _______________________________________________________________________ 142
1.1. NOTIONS FONDAMENTALES DE TELEDETECTION ______________________________________ 143
1.2. LA PHOTO-INTERPRETATION : VISION ET CONTRASTE___________________________________ 151
1.3. LES EFFETS PERTURBATEURS SE MANIFESTANT SUR L’IMAGE BRUTE ______________________ 157
1.4. STRUCTURE ET CARACTERISTIQUES DE L’INFORMATION DANS L’IMAGE NUMERIQUE __________ 164
CONCLUSION _________________________________________________________________________ 177
2. CHAPITRE 2
L’ANALYSE D’IMAGES ISSUES DE GOOGLE EARTH : EVALUATION ET PERTINENCE POUR
LA DETECTION DE L’ETALEMENT URBAIN ____________________________________________ 178
INTRODUCTION 179
2.1. VISUALISATION ET EXPLOITATION DE NOUVELLES SOURCES D’INFORMATION GEOGRAPHIQUE___ 180
2.2. MODES DE REPRESENTATION DES DONNEES SPATIALES EN GEOGRAPHIE ___________________ 181
2.3. LES IMAGES GOOGLE EARTH______________________________________________________ 182
2.4. DETECTION DE CHANGEMENTS ENTRE DES IMAGES GOOGLE EARTH A DEUX DATES DIFFERENTES 186
2.5. LES NOTIONS A PRENDRE EN COMPTE DANS LA PROCEDURE D’EXTRACTION DU BATI DANS LES IMAGES
NUMERIQUES _________________________________________________________________________ 188
CONCLUSION 197
3. CHAPITRE 3
LES METHODES D’EXTRACTION DU BATI PAR TELEDETECTION
A PARTIR DES IMAGES GOOGLE EARTH________________________________________________ 198
INTRODUCTION _______________________________________________________________________ 199
3.1. DEMARCHE LOGIQUE D’EXTRACTION D’UN OBJET _____________________________________ 200
3.2. PROBLEMES RENCONTRES DANS UN TEL TYPE D’ANALYSE _______________________________ 217
3.3. EFFET D’ECHELLES ET PERCEPTION DE LA CIBLE______________________________________ 218
3.4. QUALITE COMPAREE D’UNE EXTRACTION DE SIGNATURE SPECTRALE PAR DEUX LOGICIELS _____ 220
CONCLUSION _________________________________________________________________________ 225
4. CHAPITRE 4
VERS UNE NOUVELLE APPROCHE METHODOLOGIQUE D’EXTRACTION DU BATI
A L’AIDE D’UN SIG : INTERETS ET LIMITES ____________________________________________ 226
INTRODUCTION 227
4.1. LES ETAPES D’EXTRACTION DES ELEMENTS BATIS _____________________________________ 227
4.2. CARTOGRAPHIE DU RESULTAT FINAL DE L’EXTRACTION_________________________________ 234
4.3. EXEMPLE D’APPLICATION NATIONALE SUR UNE COMMUNE DROMOISE : LIVRON-SUR-DROME ___ 234
4.4. E’APPLICATION INTERNATIONALE SUR UNE COMMUNE SYRIENNE : DIER-EL-ZOR ____ 236
CONCLUSION _________________________________________________________________________ 238
5. ELEMENTS DE REFLEXION ET PISTES DE RECHERCHE____________________________ 239
6. CONCLUSION DE LA PARTIE 2 ____________________________________________________ 244
CONCLUSION GENERALE _____________________________________________________________ 249
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 255
TABLE DES FIGURES ET TABLE DES MATIERES ________________________________________ 269

4
tel-00569413, version 1 - 25 Feb 2011Remerciements

Remerciements

Je tiens à remercier tout d’abord mon directeur de thèse, Loïc Grasland qui a guidé ce
travail, apportant des critiques toujours pertinentes et proposant de nouvelles idées de
recherche. Je le remercie également pour tous les moments où il m’a soutenu dans les
périodes difficiles de mes 4 années de thèse. Merci d’avoir consacré ces dernières semaines à
la relecture et à la correction de mon texte.