Types et formats de fichier

Le développement des Systèmes d'Information Géographique s'est accompagné du développement de formats informatiques spécifiques, aussi bien pour stocker les données, que pour les transformer ou encore les diffuser.

Cet article décrit les principaux types de fichiers utilisés dans le cadre du traitement de données géolocalisées, notamment dans les logiciels de type SIG (ex. : QGIS, ESRI ArcGis)

Shapefile

Il s'agit du format de fichier historique du logiciel ArcGis. En réalité, il ne s'agit pas d'un seul fichier, mais de plusieurs fichiers, dans le même répertoire, ayant le même nom. Seule l'extension du fichier les distingue.

Extension	Description		Obligatoire ?
.shp	Shapefile	Fichier principal qui stocke la géométrie des objets	Oui
.shx	Shapefile index file	Fichier d'index	Oui
.dbf	Shapefile data file	Fichier qui stocke la table attributaire (sémantique). Dans les faits, un fichier tabulaire au format dBASE, lisible dans un logiciel de type tableur.	Oui
.prj	Shapefile projection file	Fichier qui stocke lees méta données du Système de Coordonnées de Référence utilisé pour le shapefile. Fichier pouvant être lu avec un éditeur de texte.	Non
.xml	xml metadata	Méta données du jeu de données au format xml.	Non
.sbn	Spatial index files	Permettent d'optimiser le traitement des requêtes spatiales	Non
.sbx	Spatial index files	Permettent d'optimiser le traitement des requêtes spatiales	Non
.cpg	Code page file	Fichier texte décrivant l'encodage utilisé pour créer le shapefile. Par défaut, l'encodage système.	Non

Geodatabase ESRI

C'est le format de données développé par ESRi pour ArcGIS, utilisé par défaut par les versions actuelles de son logiciel. Il s'agit de bien plus qu'un fichier. Une geodatabase structure des données géographiques stockées dans un système de fichiers commun pour le gérer et l'interroger plus facilement. Une geodatabase permet de gérer à la fois des données au format vecteur et au format raster, chaque jeu de données étant stockée dans un fichier dédié/

Il existe trois types de Géodatabase, par niveau de complexité croissant :

File geodatabase : Un ensemble de jeux de données géographiques, ordonnés dans un répertoire commun. Prévue pour des usages personnels ou de petites structures
Mobile geodatabase : En plus de l'arborescence des fichiers de données, cette geodatabase inclut aussi une base de données relationnelle, implémentée dans un fichier SQLite3.
Enterprise geodatabase : La base de données est implémentée sur un serveur de bases de données d'entreprise.

Dans une geodatabase, les données vectorielles mettent en œuvre de concept de classe d'entités. Il s'agit de la description d'un type de données géolocalisées précis, partageant le même sens et décrites avec la même structure de table attributaire.

Chaque classe d'entité dispose :

de son Système de Coordonnées de Référence,
de sa forme :
de ses informations géométriques dans les colonnes shape, shape_area, shape_length

Les principales formes gérées sont les suivantes :

points
lignes
polygones
annotations
multipoints : gestion de tous les points qui partagent certains attributs
multipatch (géométrie 3D) et objets 3D (textures)
sommets
segments droits ou courbes

Geopackage

Il s'agit d'un format de données ouvert, développé notamment par l'Open Geospatial Consortium. Il repose sur un fichier unique, avec l'extension gkpg. Ce fichier contient une ou plusieurs couches de données.

Le format de ce fichier est une base de données SQLite3. Elle est consultable avec un client de base de données tel que SQLite Studio. On y retrouve entre autres les tables suivantes :

Nom de la table	Description
gpkg_spatial_ref_sys	Contient la liste des SCR utilisés par une ou plusieurs couches du geopackage
gpkg_contents	Contient la liste des couches contenues dans le geopackage. Une couche peut contenir des entités géométriques (type features) ou seulement des données tabulaires (type attributes). Chaque couche fait référence à un SCR de la table gpkg_spatial_ref_sys et a des coordonnées d'origine propres à ce SCR.
gpkg_geometry_columns	Décrit pour chaque couche d'entité géographique le type de géométrie (points, lignes ou polygones), et le nom de la colonne qui décrit cette géométrie dans les tables spécifiques aux entités
nom_de_la_couche_1	Table spécifique à une couche. Contient les données attributaires (sémantique) ainsi que la géométrie dans une colonne dédiée, renseignée dans gpkg_geometry_columns
nom_de_la_couche_2
nom_de_la_couche_n

GeoTiff

Format de données développé dans les années 1990 sous l'impulsion de l'OGC pour intégrer des métadonnées géographiques à un fichier image au format TIFF (Tagged Image File Format), qui était le format de stockage des images le plus mature à cette époque.

Il permet de stocker des données au format raster.

Les informations de géométrie du raster (SCR, résolution, coordonnées) sont stockées soit dans en-tête du fichier image, soit à par, dans un fichier dit world file.

GeoJPG

Comme le GeoTIFF, c'est une extension du format image original JPEG pour intégrer les métadonnées de géométrie du raster.

GeoJSON

Il s'agit d'un format ouvert, conçu pour stocker des données géographiques, dont les attributs sont stockés dans la notation JSON (JavaScript Oriented Notation). JSON est un format d'échange de données en texte lisible, utilisé pour représenter des structures de données et des objets simples.

Il gère les formes élémentaires utilisées pour les données vectorielles (points, polylignes et polygones).

Il permet également de gérer les entités multiparties.

Keyhole Markup Language (.kml, .kmz)

Ce format de fichier représente et stocke les données géographiques dans des fichiers au format XML.

Développé à l'origine par Google pour être utilisé dans Google Earth, ce format a été reconnu comme un standard par Open Geographic Consortium en 2008. il est aujourd'hui exploitable dans la plupart des logiciels de SIG.

Ses coordonnées sont toujours exprimées en degrés, dans le Système de coordonnées WGS84.

Sources

Dominique Le Gal, M1 2023 (modifié TJ)