La production d’information, géographique ou non, ne peut se faire sans une modélisation de la réalité, sans l'application d’un modèle qui va servir à sélectionner, trier, catégoriser, hiérarchiser, décrire certains éléments présents dans le monde réel.

Cette modélisation peut se faire naïvement, sans y penser. Elle risque alors d’être erronée, inadaptée ou incomplète en fonction des objectifs du projet. Il faut au contraire la réfléchir, la penser, adapter une approche conceptuelle a priori prenant en compte ses objectifs, ses contraintes et ses ressources.

La “réalité”

Des phénomènes nombreux, multiples complexes et divers à représenter dans le système d'information

Des phénomènes d'une extrême variété :

• matériels ou immatériels,
• statiques ou mobiles
  • un village
  • une forêt de pin
  • un troupeau qui se déplace
  • une dune
  • …

* stables ou évolutifs (à quel pas de temps ?)

• les caractéristiques du relief
• les grands types de végétation
• l’évolution d’une friche
• …

* pérennes/saisonniers (Quel temps de retour ?)

• la biomasse d’un bois de hêtre
• les flux de circulation d’une autoroute
• la couverture végétale d’un champ de blé
• l’occupation d’une zone de nidification
• …

* élémentaires ou composés

• Un champ de captages/un captage
• Un troupeau/des vaches
• visibles ou invisibles
• un glissement de terrain
• le nombre d’élèves d’une école
• la largeur d’une faille
• le coût du fermage d’une parcelle
• l’évolution démographique d’un quartier
• …

* simples/complexes :

• le découpage communal du territoire
• la structure de la propriété foncière
• La dynamique végétale d’une lande à genêts
• l’érosion d’un versant
• l'extension d'une agglomération
• la perception du paysage par un groupe
• …

* plus ou moins “ mesurables ”

• un nom de commune
• un type de culture (blé, maïs, tournesol)
• le nombre d’habitants d’un village
• la vitesse d’un glacier
• le niveau piézométrique d’une nappe
• Le caractère attractif d’un lieu
• …

Aussi divers qu'ils soient, ces phénomènes, pour être géographiques, doivent toujours être repérables dans l’espace avec :

• une localisation géographique  dans un système de référence défini
• un moment où l’objet a été localisé
• des caractéristiques géométriques (sa forme, sa surface, son positionnement)
• des caractéristiques attributaires (nom, mesure, type,…)

• Note de vocabulaire : La description de la localisation et de la forme des objets prend le nom d’information spatiale mais les informaticiens préfèrent l'appeler information géométrique. L'information sur la nature et les caractéristiques de l'objet sous forme de texte et de chiffres est nommée information attributaire, mais en informatique on la nomme information sémantique (porteuse de sens).

Il faut donc bien comprendre et sélectionner les phénomènes pour lesquels on veut avoir de l'information et réfléchir comment ils doivent être représentés dans le système d'information pour répondre aux objectifs.

Un système d'information géographique est toujours un modèle de la réalité. Il faut sélectionner les phénomènes pertinents pour le projet, identifier parmi les nombreux éléments qui les caractérisent ceux qui sont pertinents en fonction des objectifs et trouver les formes adéquates pour les représenter dans le système.

Il faut choisir les catégories que l'on va retenir parmi toutes les caractéristiques qui peuvent décrire un phénomène.

Pour un même phénomène, on peut choisir différents types d'entités spatiales : des points, des lignes ou de surface.

Par exemple, pour rendre compte d'une forêt on peut envisager de représenter chaque arbre dans le système d'information ou de regrouper les arbres par zone. Le choix est déterminé par ce qu'on voudra faire avec l'information collectée : faire une analyse écologique ou paysagère, gérer chaque arbre un par un. Les capacités de stockage sont aussi à prendre en compte.

On peut rendre compte d'un cours d'eau sous forme de surface, ce qui permettra de calculer des superficies. Mais il sera alors difficile de lui associer un sens d'écoulement. Pour cela le choix d'entités linéaires sera plus pertinent. On utilisera alors ce qu'on appelle un filaire, la suite de segments qui forme une ligne au centre d'un cours d'eau

L'assemblage des phénomènes doit être aussi réfléchi. Par exemple, l'occupation du sol dans la réalité assemble des éléments qui sont surfaciques. Une maison, une rivière, une forêt ont une surface. Mais on voit bien que certains objets sont moins vastes que d'autres. Représenter un ruisseau ou une maison comme une surface va conduire à multiplier les petites entités. Par ailleurs, comme on l'a dit plus haut, représenter une rivière comme une surface ne facilite pas la représentation de son écoulement. Une solution est de modéliser séparément l'habitat sous forme de points auxquels on associe un symbole, en décrivant les rivières les plus importantes et les plans d'eau comme des surfaces. Les ruisseaux seront représentés comme des lignes en continuité desquels on décrira le filaire des cours d'eau plus larges pour simuler des écoulements. Les champs, les forêts seront envisagées comme des surfaces. Le modèle sera donc plus complexe, qui devra combiner et maintenir en cohérence des couches d'information distinctes.

Un exemple est la cohérence topologique que doit assurer le modèle entre les entités. Pour être sûr que les écoulements soient respectées, il faut que les affluents d'un cours d'eau soient connectés au cours d'eau principal. Si une parcelle borde une rivière, il faut que la limite de la parcelle soit parfaitement alignée sur la berge du cours d'eau, ce qui est complexe si les entités sont dans des couches différentes. Il faut aussi gérer la continuité entre les “îles” et le “continent”, par exemple quand ils font partie de la même circonscription administrative.

Le modèle qui préside à la construction de l'information géographique doit être réfléchi, conçu et adapté a priori, au début du projet. S'il est toujours possible de faire évoluer le modèle en cours de route, c'est toujours plus coûteux et chronophage que de passer un peu de temps à l'avoir bien étudié avant de commencer.

Il y fondamentalement deux manières d'appréhender un phénomène géographique. On peut le percevoir

• sous forme d'entités spatiales clairement distinctes, avec des limites définies et possédant des caractéristiques spécifiques
• sous forme de champs exprimant la variation continue d'un phénomène dans l'espace.

L'approche par entités est la manière la plus courante d'envisager l'information. Elle est bien adaptée :

• aux structures administratives et juridiques : limites administratives, structures foncières
• aux infrastructures humaines : habitat, routes, équipement

L'approche par champs est bien adaptée :

• aux phénomènes physiques ou naturels : profondeur d'un lac, taux de pollution, pression atmosphérique, altitude, température.
• Elle nécessite un échantillonnage de la variable dans l'espace (points de mesure, isolignes, zones de comptage).

Les deux approches sont complémentaires : L'approche par entités semble plus naturelle mais peut correspondre à une simplification de la réalité plus ou moins acceptable selon les objectifs (cartes pédologiques, carte de la végétation). L'approche par champs est plus complexe à se représenter, mais parfois plus facile à utiliser.