Principes de base des classes d'entités

Les classes d'entités représentent des ensembles homogènes d'entités communes, possédant toutes la même représentation spatiale (comme des points, des lignes ou des polygones) et un ensemble commun de colonnes d'attributs, par exemple une classe d'entités linéaires représentant les axes médians des routes. Les quatre classes d'entités les plus utilisées dans les géodatabases sont les points, les lignes, les polygones et les annotations (nom du texte des cartes dans les géodatabases).

Dans l'illustration ci-dessous, les classes d'entités représentent quatre jeux de données pour la même surface : (1) points pour les emplacements de bouches d'égout, (2) canalisations d'égout, (3) polygones de parcelles et (4) annotations pour les noms de rue.

Vous avez peut-être remarqué que ce diagramme peut permettre de modéliser certaines propriétés d'entités avancées. Par exemple, les canalisations d'égout et les emplacements de bouches d'égout constituent un réseau de collecte des eaux pluviales, un système avec lequel vous pouvez modéliser l'écoulement et les flux. Vous remarquerez également que les parcelles adjacentes partagent les mêmes limites. La plupart des utilisateurs de parcelles souhaitent maintenir l'intégrité des limites d'entités partagées de leurs jeux de données à l'aide d'une topologie.

Comme mentionné précédemment, les utilisateurs ont souvent besoin de modéliser de telles relations spatiales et de tels comportements dans leurs jeux de données géographiques. Dans ce cas, ils étendront ces classes d'entités de base en ajoutant des éléments de géodatabase avancés, tels que des topologies, des jeux de données réseau, des MNT et des localisateurs d'adresses.

Pour en savoir plus sur l'ajout de ces comportements avancés à votre géodatabase, reportez-vous à la rubrique Extension des classes d'entités.

Types de classes d'entités dans la géodatabase

Les entités vectorielles (objets géographiques possédant une géométrie vectorielle) représentent des types de données géographiques polyvalents et fréquemment utilisés, bien adaptés pour représenter des entités possédant des limites disjointes comme des puits, des rues, des cours d'eau, des états et des parcelles. Une entité est simplement un objet qui stocke sa représentation géographique (souvent un point, une ligne ou un polygone) en tant qu'une des propriétés (ou champs) de la ligne. Dans ArcGIS, les classes d'entités sont des ensembles homogènes d'entités avec une représentation spatiale commune et un ensemble d'attributs stockés dans une table de base de données, par exemple, une classe d'entités linéaires pour la représentation d'axes médians de route.

Remarque :

Quand vous créez une classe d'entités dans la géodatabase, vous êtes invité à préciser le type d'entités pour définir le type de classe d'entités (point, ligne, polygone, etc.).

Généralement, les classes d'entités constituent des ensembles thématiques de points, de lignes ou de polygones, mais il existe sept types de classe d'entités :

• Points - Entités trop petites pour être représentées sous la forme de lignes ou de polygones, ainsi que des emplacements de points (par exemple, des observations GPS).
• Lignes — Représentent la forme et la localisation d'objets géographiques trop étroits pour être décrits sous forme de surfaces (par exemple, les axes de rue et les cours d'eau). Les lignes permettent également de représenter des entités qui ont une longueur mais aucune surface, telles que les isolignes et les limites.
• Polygones - Jeu d'entités surfaciques à nombreux cotés représentant la forme et la localisation de types d'entités homogènes, tels que les états, les régions, les parcelles, les types de sol et les zones d'occupation du sol.
• Annotation — Texte de carte incluant les propriétés de rendu du texte. Par exemple, outre la chaîne de texte de chaque annotation, d'autres propriétés sont incluses, telles que les points de forme pour le placement du texte, la police et la taille de point de celui-ci, ainsi que d'autres propriétés d'affichage. Les annotations peuvent également être liées à des entités et contenir des sous-classes.
• Dimensions — Type d'annotation spécial qui affiche des longueurs ou des distances spécifiques, par exemple, pour indiquer la longueur d'un côté d'un bâtiment, d'une parcelle de terre ou la distance entre deux entités. Les dimensions sont très souvent utilisées dans des applications de conception, d'ingénierie et d'équipements SIG.
• Multipoints — Entités composées de plusieurs points. Les multipoints sont souvent utilisés pour gérer des tableaux de collections de points très volumineux, tels que des agrégats de points LiDAR qui peuvent contenir littéralement des milliards de points. Il n'est pas possible d'utiliser une seule ligne pour une telle géométrie de point. L'agrégation de ces lignes en lignes multipoints permet à la géodatabase de traiter des ensembles de points volumineux.
• Multipatchs — Géométrie 3D permettant de représenter la surface extérieure (l'enveloppe) d'entités qui occupent une zone discrète ou un volume dans un espace en trois dimensions. Les multipatchs comprennent des anneaux et des triangles 3D planaires utilisés en combinaison pour modéliser une enveloppe tridimensionnelle. Les multipatchs peuvent représenter tout objet simple, tel que des sphères et des cubes, ou complexe, comme des isosurfaces et des bâtiments.

Géométrie des entités et coordonnées des entités

Les classes d'entités contiennent les formes géométriques de chaque entité, ainsi que ses attributs descriptifs. Chaque géométrie d'entité est principalement définie par son type d'entité (point, ligne ou polygone). Mais d'autres propriétés géométriques peuvent aussi être définies. Par exemple, les entités peuvent être en une partie ou multi-parties, elles peuvent avoir des sommets 3D et des mesures linéaires (appelées valeurs M) et elles peuvent contenir des courbes définies à l'aide de paramètres. Cette section fournit une brève vue d'ensemble de ces fonctionnalités.

Lignes en une partie, lignes multi-parties et polygones

Les classes d'entités linéaires et surfaciques de la géodatabase peuvent être composées d'une seule partie ou de plusieurs parties. Par exemple, un état peut contenir des parties en plusieurs éléments (les îles Hawaï) mais être considéré comme une entité unique.

Sommets, segments, altitude et dimensions

La géométrie des entités est principalement composée de sommets de coordonnées. Des segments dans des entités linéaires et surfaciques s'étendent sur des sommets. Les segments peuvent être des tronçons droits ou des courbes définies à l'aide de paramètres. Les sommets des entités peuvent afficher des valeurs Z représentant les mesures d'altitude, et des valeurs M représentant les mesures le long des entités linéaires.

Types de segment dans des entités linéaires et surfaciques

Les lignes et les polygones sont définis par deux éléments clés : (1) une liste ordonnée de sommets qui définissent la forme de la ligne ou du polygone et (2) les types de segment de ligne utilisés entre chaque paire de sommets. Chaque ligne et chaque polygone peuvent être considérés comme un ensemble ordonné de sommets peuvent être connectés pour constituer la forme géométrique. Une autre façon d'exprimer chaque ligne et polygone est une série ordonnée de segments connectés où chaque segment a un type : ligne droite, arc circulaire, arc elliptique ou courbe de Bézier.

Le type de segment par défaut est une ligne droite entre deux sommets. Cependant, quand vous devez définir des courbes ou des formes paramétriques, vous disposez de trois types de segment supplémentaires pouvant être définis : des arcs circulaires, des arcs elliptiques et des courbes de Bézier. Ces formes sont souvent utilisées pour représenter des environnements construits, tels que des limites de parcelle et des routes.

Dimensions verticales utilisant des valeurs Z

Les coordonnées d'entité peuvent inclure des sommets x,y et x,y,z. Les valeurs Z sont le plus souvent utilisées pour représenter des altitudes, mais elles peuvent également représenter d'autres mesures, telles que les précipitations annuelles ou la qualité de l'air.

Des entités peuvent avoir des coordonnées XY et éventuellement des valeurs Z ajoutées.

Dimensions linéaires utilisant des valeurs M

Les sommets d'entité linéaire peuvent aussi inclure des valeurs M. Certaines applications SIG utilisent un système de mesure linéaire permettant d'interpoler les distances le long d'entités linéaires, par exemple, le long des routes, des cours d'eau et des pipelines. Vous pouvez attribuer une valeur M à chaque sommet d'une entité. Le système de mesure des bornes d'autoroute en est un exemple courant. Les services de transport les utilisent pour enregistrer l'état de la chaussée, les limites de vitesse, l'emplacement des accidents ou autres incidents sur l'autoroute. Deux unités de mesure souvent utilisées sont la distance en bornes à partir d'un emplacement défini, telle que la limite d'une région et la distance à partir d'un repère de référence.

Les sommets pour les mesures peuvent être (x,y,m) ou (x,y,z,m).

La prise en charge de ces types données est souvent connue sous le nom de référencement linéaire. Le processus de géolocalisation des événements qui se produisent avec ces systèmes de mesure s'appelle la segmentation dynamique.

Les coordonnées mesurées constituent les éléments fondamentaux pour ces systèmes. Dans l'implémentation du référencement linéaire dans ArcGIS, le terme itinéraire fait référence à toute entité linéaire, telle qu'une rue de ville, une autoroute, un cours d'eau ou un tuyau possédant un identifiant unique et un système de mesure commun. Un ensemble d'itinéraires avec un système de mesure commun peut être créé à partir d'une classe d'entités linéaires comme suit :

Pour plus d'informations, reportez-vous à la rubrique Vue d'ensemble du référencement linéaire.

Tolérances des entités

La précision au niveau des emplacements et la prise en charge d'un cadre de gestion de données de haute précision sont essentielles dans la gestion des données SIG. La capacité de stocker des informations relatives aux coordonnées avec suffisamment de précision constitue une exigence fondamentale. La précision d'une coordonnée décrit le nombre d'éléments numériques utilisés pour enregistrer la localisation. Cela définit la résolution à laquelle les données spatiales sont recueillies et gérées.

Etant donné que les géodatabases peuvent enregistrer des coordonnées de haute précision, les utilisateurs peuvent créer des jeux de données avec des niveaux de précision élevés et une plus grande résolution à mesure que les outils de capture de données et les capteurs s'améliorent (saisie des données d'arpentage et d'ingénierie civile, capture des données cadastrales et COGO, amélioration de la résolution d'imagerie, lidar, création de plans à partir de DAO, etc.).

La géodatabase enregistre ses coordonnées à l'aide de nombres entiers et peut manier des localisations avec une très haute précision. Dans diverses opérations ArcGIS, les coordonnées des entités de la géodatabase sont traitées et gérées à l'aide de certaines propriétés géométriques essentielles. Ces propriétés sont définies pendant la création de chaque classe d'entités ou jeu de classes d'entités.

Les propriétés géométriques suivantes permettent de définir la résolution des coordonnées et les tolérances de traitement utilisées dans différentes opérations de traitement spatial et géométriques :

• Résolution XY : La précision avec laquelle les coordonnées dans une classe d'entités sont enregistrées.
• Tolérance XY : Tolérance d'agrégat utilisée pour regrouper des entités à la géométrie coïncidente ; utilisé en topologie, lors de la superposition d'entités et d'opérations connexes
• Tolérance Z et résolution Z : Propriétés de tolérance et de résolution pour la dimension de coordonnées verticales dans les jeux de données 3D (par exemple, une mesure d'altitude).
• Tolérance M et résolution M : Propriétés de tolérance et de résolution pour les mesures le long d'entités linéaires utilisées dans les jeux de données de référencement linéaire (par exemple, la distance en mètres le long d'une route).

Résolution XY

La résolution XY d'une classe d'entités ou d'un jeu de classes d'entités est la précision numérique utilisée pour stocker les valeurs des coordonnées XY. La précision est un facteur important lorsqu'il s'agit de représenter, d'analyser et de cartographier des entités de manière exacte.

La résolution XY définit le nombre de décimales ou de chiffres significatifs utilisés pour stocker les coordonnées des entités (en X et Y). Vous pouvez considérer la résolution comme la définition d'un maillage de grille très fin sur lequel toutes les coordonnées sont capturées. Les valeurs de coordonnées sont en fait stockées et manipulées en tant que nombres entiers dans ArcGIS. De ce fait, ce maillage de grille est quelquefois appelé grille d'entiers ou grille de coordonnées.

La résolution définit la distance entre les mailles d'une grille de coordonnées sur laquelle toutes les coordonnées s'ajustent. La résolution XY est exprimée dans les unités des données (en fonction de son système de coordonnées), par exemple, des pieds State Plane, des mètres UTM ou des mètres Albers.

La résolution XY par défaut pour les classes d'entités créées dans ArcGIS 9.2 et les versions ultérieures est de 0,0001 mètre ou son équivalent dans les unités du système de coordonnées du jeu de données. Par exemple, si une classe d'entités est stockée en pieds State Plane, la précision par défaut est de 0,0003281 pieds (0,003937 pouces). Si les coordonnées sont stockées en degrés de latitude-longitude, la résolution XY par défaut est de 0,000000001 degré.

Le graphique suivant fournit une vue conceptuelle d'une grille de coordonnées sur laquelle toutes les valeurs de coordonnées sont capturées sur le maillage de grille. La grille couvre l'étendue de chaque jeu de données. La finesse de ce maillage (la distance entre les lignes de la grille) est définie par la résolution XY qui est très faible.

Si nécessaire, vous pouvez remplacer la résolution XY par défaut et en définir une autre pour chaque classe d'entités ou jeu de classes d'entités. La définition d'une valeur de résolution XY plus faible peut augmenter potentiellement le temps de stockage des données et de traitement de jeux de données par rapport à des valeurs plus élevées.

Tolérance XY

Quand vous créez une classe d'entités, vous êtes invité à définir la tolérance XY. Cette dernière est utilisée pour définir la distance minimale entre des coordonnées dans des opérations d'agrégation, telles que la validation d'une topologie, la génération de zones tampon, la superposition de polygones et des opérations de mise à jour.

Les opérations de traitement d'une entité sont influencées par la tolérance XY qui détermine la distance minimale qui sépare toutes les coordonnées de l'entité (nœuds et sommets) pendant ces opérations. Par définition, la tolérance XY précise également la distance de déplacement possible d'une coordonnée sur X ou Y (ou les deux) pendant les opérations d'agrégation.

La tolérance XY est une distance extrêmement réduite (la valeur par défaut est de 0,001 mètre dans les unités au sol). Elle est utilisée pour résoudre les points d'intersection inexacts lors des opérations d'agrégation. Lors du traitement de classes d'entités à l'aide d'opérations géométriques, les coordonnées dont la distance X et la distance Y sont comprises dans la tolérance XY définie pour chacune sont considérées comme étant coïncidentes (en d'autres termes, elles partagent par exemple la même localisation XY). Par conséquent, les coordonnées agrégées sont déplacées dans une position commune.

Habituellement, la coordonnée la moins précise est déplacée vers la position de la coordonnée la plus précise, ou une nouvelle position est calculée comme étant la distance moyenne pondérée entre les coordonnées de l'agrégat. Dans ces cas, la distance moyenne pondérée est basée sur les classements de précision des coordonnées agrégées.

Pour en savoir plus sur la procédure de définition des classements de précision pour chaque classe d'entités, reportez-vous à la rubrique Topologie dans ArcGIS.

Le processus d'agrégation fonctionne par déplacement sur la carte et identification des cluster de coordonnées compris dans la tolérance XY définie pour chacune des coordonnées. ArcGIS fait appel à cet algorithme pour découvrir, nettoyer et gérer la géométrie partagée par les entités. Cela signifie que les coordonnées sont considérées comme étant coïncidentes (et sont alignées sur la même position). Il s'agit là d'un principe à la base de nombreuses opérations et concepts SIG. Par exemple, reportez-vous à la rubrique Vue d'ensemble de la topologie dans ArcGIS.

La distance maximale selon laquelle une coordonnée peut se déplacer vers sa nouvelle position durant une telle opération est la racine carrée de deux fois la tolérance XY. L'algorithme d'agrégation est itératif. Il est donc possible dans certains cas que les positions des coordonnées soient déplacées au-delà de cette distance.

La tolérance XY par défaut est de 0,001 mètre ou son équivalent dans les unités du système de coordonnées terrestres du jeu de données (en d'autres termes, 0,001 mètre au sol). Par exemple, si votre système de coordonnées est enregistré en pieds State Plane la valeur de tolérance XY par défaut est de 0,003281 pieds (soit 0,03937 pouces).

La valeur par défaut pour la tolérance XY est 10 fois la résolution XY par défaut, ce qui est recommandé pour la plupart des cas. Vous avez la possibilité de définir une valeur de tolérance plus élevée pour les données dont les coordonnées sont moins précises ou une valeur plus faible pour un jeu de données d'une précision extrêmement élevée.

Il est important de savoir que la tolérance x,y n'est pas conçue pour généraliser des formes géométriques. En fait, elle permet essentiellement d'intégrer un réseau linéaire et des limites au cours d'opérations topologiques. Cela implique l'intégration de coordonnées qui se situent à de très petites distances les unes par rapport aux autres. Du fait que les coordonnées peuvent se déplacer dans les directions X et Y dans les proportions de la tolérance XY, de nombreux problèmes potentiels peuvent être résolus en traitant les jeux de données avec les commandes faisant appel à la tolérance XY. Parmi ces difficultés, citons la manipulation de très petits surdépassements ou sous-dépassements, la micro-suppression des segments dupliqués et l'affinage de coordonnées le long des limites.

Voici quelques conseils utiles :

• Généralement, vous pouvez utiliser une tolérance XY égale à 10 fois la résolution XY et vous attendre à des résultats corrects.
• Pour que le déplacement des coordonnées reste minimal, maintenez une tolérance XY peu importante. Cependant, une tolérance XY trop faible (par exemple, 3 fois la résolution XY ou moins) risque de ne pas intégrer correctement le réseau linéaire de limites et de coordonnées coïncidentes.
• Inversement, si la tolérance XY est trop élevée, les coordonnées des entités risquent de se chevaucher. Cela peut compromettre l'exactitude de la représentation des limites d'entités.
• La tolérance XY que vous définissez ne doit jamais s'approcher de la résolution de capture des données. Par exemple, à une échelle de carte de 1:12 000, un pouce représente 1000 mètres, et 1/50 de pouce représente 20 pieds. Il convient de minimiser le mouvement des coordonnées en définissant la tolérance x,y sur une valeur bien inférieure à ces chiffres. Souvenez-vous que dans ce cas, la tolérance XY par défaut dans ce cas serait 0,0 003 281 pied, qui est une valeur par défaut très raisonnable pour cette tolérance ; en fait, il est préférable d'utiliser les valeurs de la tolérance XY par défaut dans tous les cas, sauf les cas extrêmes.
• Dans les topologies, vous pouvez définir le classement des coordonnées de chaque classe d'entités. Il convient de définir le classement des coordonnées des entités les plus précises (par exemple, les entités à l'étude) sur 1 et des entités moins précises sur 2, 3 etc. par niveaux décroissants de précision. Ainsi, les coordonnées des autres entités ayant un classement de précision plus élevé (et donc une précision de coordonnées plus faible) viendront s'ajuster aux entités plus précises dont le classement est moins élevé.

Stockage des classes d'entités dans la géodatabase

Dans la géodatabase, chaque classe d'entités est gérée dans une table unique. Une colonne Shape dans chaque ligne est utilisée pour contenir la géométrie ou la forme de chaque entité.

Dans la table de classes d'entités, les éléments suivants sont vrais :

• Chaque classe d'entités est une table.
• Les différentes entités sont stockées sous la forme de lignes.
• Les attributs d'entité sont enregistrés dans des colonnes.
• La colonne Shape contient la géométrie de chaque entité (point, ligne, polygone, etc.).
• La colonne ObjectID contient l'identifiant unique de chaque entité.

Dans les géodatabases ArcSDE, les bases de données relationnelles contiennent chaque classe d'entités sous la forme d'une table dans le SGBD. Quatre SGBD (Oracle, DB2, Informix et PostgreSQL) fournissent l'accès SQL à la géométrie des entités dans la géodatabase.

Extension des classes d'entités

Chaque classe d'entités de la géodatabase constitue un ensemble d'entités géographiques ayant le même type de géométrie (point, ligne ou polygone), les mêmes attributs et la même référence spatiale. Les classes d'entités peuvent être étendues en cas de besoin pour remplir certaines fonctions. Voici quelques-unes des manières dont les utilisateurs peuvent étendre des classes d'entités utilisant la géodatabase et quelques raisons pour cette extension.

Utilisation de classes d'entités dans la géodatabase

Utilisation	Si vous devez
jeu de classes d'entités	Stocker un ensemble de classes d'entités reliées spatialement ou construire des topologies, des réseaux, des jeux de données cadastrales et des terrains.
Sous-types	Gérer un ensemble de sous-classes d'entités dans une classe d'entités unique. Les sous-types sont souvent utilisés dans des tables de classes d'entités pour gérer des comportements différents dans des sous-ensembles de mêmes types d'entités.
Domaines attributaires	Spécifier une liste de valeurs valides ou une plage de valeurs valides pour les colonnes attributaires. Utilisez des domaines pour assurer l'intégrité des valeurs attributaires. Les domaines sont souvent utilisés pour appliquer des classifications de données (telles que des classes de routes, des codes de zonage et des classifications d'utilisation du sol).
Classes de relations	Créer des relations entre des classes d'entités et d'autres tables à l'aide d'une clé commune, par exemple, rechercher les lignes reliées dans une deuxième table basée sur les lignes sélectionnées dans la classe d'entités, etc.
Topologie	Modéliser la manière dont des entités partagent une géométrie. Par exemple, les régions adjacentes partagent une limite commune. En outre, des polygones de région sont imbriqués dans des états et les recouvrent complètement.
Jeu de données réseau	Modéliser des flux et des connectivités de transport. L'extension Network Analyst d'ArcGIS Desktop doit être installée.
Réseaux géométriques	Modéliser des réseaux techniques et les parcours correspondants.
Jeu de données de MNT	Modéliser des réseaux de triangulation irréguliers (TIN) et gérer des collections volumineuses de points LiDAR et SONAR. L'extension 3D Analyst d'ArcGIS Desktop doit être installée.
Localisateur d'adresses	Géocoder des adresses.
Atelier parcellaire	Intégrer et maintenir des données d'arpentage pour les sous-divisions et les plans de parcelle comme faisant partie d'un modèle de données d'atelier parcellaire continu dans la géodatabase. Améliorer graduellement la précision de l'atelier parcellaire à mesure que de nouveaux plans de sous-division et de nouvelles descriptions de parcelles sont saisis.
Référencement linéaire	Localiser des événements le long des entités linéaires avec des mesures.
Représentations cartographiques	Gérer plusieurs représentations cartographiques et des règles de dessin cartographiques avancées.
Versionnement	Gérer plusieurs workflows SIG clés pour la gestion des données, par exemple, pour prendre en charge de longues transactions de mise à jour, des archives d'historique et l'édition multi-utilisateurs. Cela nécessite d'utiliser des géodatabases ArcSDE.

Utilisation de classes d'entités dans la géodatabase