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IDRC-CRDIGIS and OS Workshop

15-16 mai 2009

Workshop Objectives/Objectifs principaux

• Démontrer le potentiel et les bénéfices potentiels des Systèmes d’Information Géographique et plus spécifiquement à savoir de quelle façon des ensembles de données géoréférencées peuvent être exploités afin de bonifier des projets de recherche ou certaines applications.

• Learn about GIS and more generally about how geospatial data collection, analysis and representation could be used strategically and appropriately to enhance the research planning, implementation and communication processes;

• Introduire les Logciels libres et explorer les possibilités de renforcement de l’utilisation du Logiciel libre et Open source en SIG par la communauté Africaine

• Introduce the FOSS GIS and explore the possibility of strengthening an African FOSS GIS mapping community.

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SIG

IDRC-CRDI

15-16 mai 2009

Y. BaudouinUQAM

Historique

Cartographie Télédétection

Système de gestionde données

SIG

1960: début de la cartographie assistée par ordinateur

1970: amorce de la télédétection

1980: apparition de la micro-informatique,confection de données numériques

1985: début des SIG

1990: développement d’applications

2000: intégration et développement d’outils spécialisés

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Extrait d’une impression par points de Symap provenant de la superposition de caractères illustrant la topographie (source : Peucker , 1972).

Modèle d’élévation drapé d’une image IRS.

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Un SIRS est un modèle d’organisation de données basé sur des coordonnées cartésiennes X, Y (Z) et de dates

Un SIG est un SIRS mais un SIRS n ’est pas nécessairement un SIG

Ce que sont les SIRS

Exemple: Système de localisation du cimetière Côte-des-Neiges

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Dorling D., Newman M. et Barford A., 2008, Atlas du monde réel.

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Documents à consulter

Lecture :• Vocabulaire de géomatique, MRFQ :

http://www.mrn.gouv.qc.ca/territoire/geomatique/geomatique-vocabulaire.jsp#1

• Obtention du Guide pour le positionnement GPS, RNCan :

http://www.geod.nrcan.gc.ca/edu/geod/gps/gps14_f.php

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•La Géomatique est axée principalement vers l’acquisition et la mise en opération d’un ensemble de données à référence spatiale

• Les SIG se préoccupent davantage de la production et de l’exploitation d’informations géographiques pertinentes à une problématique de gestion du territoire

• Selon la discipline ou le besoin associé, il sera question de Géomatique , de SIG, de SIRS, …

• Peu importe le terme que l’on emploie, le but visé est le même: moderniser notre façon de faire ...

En résumé

La géomatisation

• Demande un haut niveau de compétence des membresde l’équipe

• Requiert le maintien à jour des compétences

• Implique l’élaboration de politiques de mise à jour desdonnées

• Nécessite une politique liée à la confidentialité desdonnées et … paradoxalement un décloisonnementdes données

Exigences Techniques

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• Implique un investissement initial et par la suite récurrent

• Exige l’acquisition des données, celles-ci représentent de 75% à 90% de l’investissement initial

Exigences financières

La géomatisation

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La géomatisation

• Demande un sens d’autonomie de la part desintervenants

• Nécessite la collaboration

• Nécessite une équipe multidisciplinaire

• Exige l’élaboration d’un réseau d’usagers

• Des résultats à court terme sont souvent demandés

Exigences Humaines

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Composantes d’un Système d’Information Géographique (adapté de Young, 1987)

Édition,correction,

structuration desdonnées

Emmagasinage etrecouvre de

données

Système de gestion de base dedonnées

Manipulation etanalyse dedonnées

Extraction del'information

Logiciel de traitement et d'analysede données

Données extraitesdes cartes

numérisées

Données tabulaires

Données de terrain

Données extraitesdes images detélédétection

Donnéesprovenant d'autresbases numériques

de données

ENTRÉE

RAPPORTS

Cartes

ProduitsPhotographiques

Statistiques

Données d'entréeà d'autres SIG

SORTIE

Données d'entréeà des modèles

BESOINS DES UTILISATEURS

LOGICIELSSTATISTIQUES

EXTERNES

AutresSIG

SYSTÈME D'INFORMATION GÉOGRAPHIQUE

Structure générale d’un SIG

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Les données géographiques et leurs dimensions

Source: Dangermond Bul C.F.C. no 96

Belhadj-Aissa M. et al., 2003

SIG et télédétection dans la détection des feux de forêt en Algérie1/4

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Suite feux de forêt 2/4


Suite feux de forêt 3/4


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SIG et télédétection dans la détection des feux de forêt en Algérie4/4


Prétraitement et Traitement

Éléments d’édition: Généralisation,ajout ou élimination, transformation, raccordements, etc.

Cartométrie: Calcul des centroïdes, superficie, inclusion, juxtaposition, superposition, coefficient de formes, etc.

Conversion et ajout: Tracé automatique de courbes, cartographie des proximités, conversion matricielle, correction de déformations, changement de projection et transformation des coordonnées, zone tampon

Traitement: Classification, logique booléenne, opérations mathématiques, choix de couloir, calcul de distance, agrégation, analyse centrographique, auto-corrélation spatiale, traitement statistique (analyse multivariée), optimisation réseau, traitement des images, etc.

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Dans la majorité des cas des prétraitements pour la mise en forme des données sont impératives (édition, correction, importation...). En voici quelques exemples:

Ces étapes de prétraitement sont souvent négligées en termes d’impératifs humains et temporels.

Source: Dangermond Bul C.F.C. no 96)

Les prétraitements

Les traitements: conversion des données


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Les traitements: les tampons



Les traitements: superposition des couches

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Les données :

• Critères d’évaluation : couverture, échelle, thématiques abordées, producteur, accessibilité, erreur (qualité)

• Différentes données : vectorielles, images, physiques (ressources naturelles), socio-économiques

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Normes de l’American Society of Photogrammetry and Remote Sensing en matière d’erreurs acceptables

Normes pour l’OTAN en matière d’erreurs acceptables

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• Les données géographiques sont des observations sur des objetsou des phénomènes ayant lieu ou se manifestant à desemplacements différents sur ou près de la surfaceterrestre, à un temps donné

• Les informations géographiques sont des renseignements:a) sur les propriétés des objets ou des phénomènes

géographiques et leurs variations dans l’espace et dansle temps, ou

b) sur les relations qu’entretiennent ces objets ou ces phénomènes entre eux dans l’espace et sur la façonqu’ils évoluent dans le temps l’un par rapport à l’autre

L’information provient de l’interprétation et de l’analyse de la donnée ou d’un ensemble de données selon un objectif précis

Les données et les informations géographiques

Les données géographiques et leurs sources

Type de données Méthodes et techniquesd’acquisition

Données de localisation (X, Y, Z) etattributs géométriques des objetsspatiaux

Travaux de géodésie et detopométrie, Systèmes dePositionnement (GPS),Photogrammétrie, Télédétection

Données biophysiques Travaux de terrain, mesures enlaboratoire, photo-interprétation,télédétection, inventairesgéophysiques et capteurs, sonars,stations climatologiques etmétéorologiques, stations de mesurede la qualité de l’air et des eaux

Données socio-économiques etdonnées sur la population

Recensements, entrevues, enquêtesorigine-destination, inventairesd’utilisation du sol, cadastre

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Donnéesthematiquesstructurantes

Donnéesde base

Géologie et sols

Végétation

Atmosphère

Autres thèmes

Autres donnéesthématiques

Contôle Géodésique

Grille cartographique

Limites administratives

Limites de recencement

Cadastre

Réseau de transports etadresses civiques

Réseau hydrographique etbassins versants

Autres limites naturelles: typesde littoral, unités biophysiques

Infrastructures

Population

Topographie-bathymétrie

Orthoimages

Inventaire des recensements

en Afrique (GRA88)

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Les données vectorielles

X

Y

données originales d’Aude Nikiema

Le modèle de structuration topologique

Un exemple ...

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Les données géographiques: la dimension spatiale et sa représentation numérique

Mode matriciel (lat, long)Colonne

Ligne

X = f (lat, long)

Y = g (lat, long)

Col. = arrondi [(X-Xo )/DX]

Ligne = arrondi [(Yo - Y )/DY]

Xo, Yo

DX

DYTaille du pixel au sol =

Polygone

Ligne

Point

Données satellitales et aéroportées

C. Codjia

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résolutions

Résolution spatiale

Résolution temporelle

Résolution spectrale

Résolution radiométrique

14/05/2009 45

Quelques caractéristiques des données satellitales

C. Codjia

En mode matriciel, la taille du pixel au sol joue un rôle équivalent àl’échelle

*Pour les images de télédétection la résolution spatialeest l’élément clef

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1:250 000

450.0

720.0

740.0

31G

31I31J

31H

31B

31H31G

31A

31H

21L31I

21E

31A

21E31H

21D

460.0

450.0

460.0

740.0 720.0

1:20 000

~160 km

~110 kmETM-Landsat

RSO-RADARSAT(Standard)

HRV-SPOT

IKONOS

14/05/2009 47

ORBITESORBITES

Couverture spatiale

C. Codjia

Résolution et l’échelle de l’image

Échelle maximale Résolution image correspondante

1/5000 – 1/10.000 1 mètre (Ikonos)

1/10.000 ‐1/20.000 2m (Spot)

1/25000 et ‐ 5m (Spot)

≈ 1/50000 10m (Spot)

≈1/100000 20m (Spot)

C. Codjia

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La télédétection a ses limites

Meteora, GrèceSantorini, Grèce

Matmata, Tunisie

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Exercice

• Données disponibles (ex. Digital Chart of the World -DCW)

The Digital Chart of the World (DCW)

The Digital Chart of the World (DCW) is a 1:1,000,000 scale geographic database. It contains geographic features, attribute data, descriptive text, and metadata that can beused in conjunction with Arc/Info and ArcViewGIS software. It was originally produced by ESRI for the U.S. Defense Mapping Agencyand distributed on CD.

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Data FeaturesConsult the DCW Documentation for details on

the layers listed below:

• Layer documentation introduction • Political and oceans layer • Populated places • Railroads• Roads• Land cover• Vegetation• Physiography• Utilities • Transportation sturctures• Drainage • Supplemental drainage • Hypsography• Supplemental hypsography• Ocean features• Aeronauticl features• Cultural landmarks• Data Quality

Données images

http://glovis.usgs.govhttp://glcfapp.umiacs.umd.edu:8080/esdi/index.jspPour les images ASTERhttp://edcimswww.cr.usgs.gov/pub/imswelcome

Données vectorielles

http://www.maproom.psu.edu/dcw/http://www.maproom.psu.edu/dcw/dcw_about.shtml

Ailleurs et partout sur notre planète Terre

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Cartographie Internationale

United Nations E/CONF.93/L.13

Economic and Social Council

Submitted by Canada

Seventh United Nations Regional Cartographic Conference for the AmericasNew York, 22-26 January 2001

Cartographic Development Index (CDI): International Cartographic Evaluation

Prepared by Professor Yves Baudouin, Pierre Inkel and Martin Lapointe.Geography Department, University of Quebec in Montreal, Canada.

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L’indice de développement cartographique dresse le portrait cartographique d’un territoire donné à l’aide d’une valeur numérique oscillant de 0 (nul) à 100 (excellent).

Son calcul repose sur l’étude de produits référés spatialement évalués à partir de critères.

Qu’est-ce que l’IDC ?

1. Studied area (126 countries)

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Parameter # of classes Limit of classes

Surface 5 [Less than 100% [ [100% to 150% [ [150% to 200%[ [200% to 300%[ and [300% and higher]

Periods 6 Classification resulting from graphic triangle

Scales 6 Classification resulting from graphic triangle

Themes 4 Number of themes : [1-5[ [5-10[ [10-15[ and [15 and higher]

Accessibility 5 Level of restriction: Very strong, strong, medium, weak, none

Limit of Parameter Classes

Valeur de l’IDC0,1 à 19,99%20 à 39,99%40 à 59,99%60 à 79,99%80 à 100%pays non recensés

5 0000 2 500

Kilomètres

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Quelques causes

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Google Earth

Intégration de données sur Google Earth

Intégration de données sous Google Earth avec des logiciels commerciaux : MapInfo, ArcGis et l’utilitaire SHP2KML avec des données du Burkina Faso

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Intégration de données sur Google Earth

Diverses possibilités s’offrent, mais essentiellement soit que l’on utilise:

1) Des utilitaires disponibles sur le web,

2) ou encore les outils de notre logiciel de cartographie

Les formats utilisés:KML et KMZ

What is the difference between KMZ and KML files?Thanks

Reged: 07/30/05 Posts: 596 Loc: Wales, Europe Re: Difference between KMZ and KML files [Re: vladuna]

#388199 - 04/16/06 03:22 AM There's almost certainly a better answer around the BBS somewhere, but basically a KMZ (Z for ZIP) is a KML compressedinside a ZIP file (but with the extension changed to kmz). Howeverbecause a KMZ is a ZIP file it means that it can store auxiliary files in the same file. For example images used in Image Overlays. This means that a KMZ theoretically can be transferred to anothercomputer and still work... Where as transferring a KML would meanthat it contains the data, but not the images etc... so unless theyreferenced images online they wouldn't work

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Utilitaire .SHP to .KML

Shp2kml is a stand alone tool that transforms GIS layers to Google Earth. It uses as input the most common format file for GIS (ESRI shapefile) and generates a KML File.

Google Earth requires coordinates to be in Lat/Lon and referenced to the WGS84 datum. Shp2kml is able to transform the coordinate system. The input file can be Lat/Lon (Geographic) or UTM (Projected) coordinate system. Alsoshp2kml will change datums if required. It contains a list of around 200 datums.

Some of the supported features are:

Lat/Long or UTM (meters)

Any Datum

Point, Lines, Polygons

Symbol properties: by Single Symbol, Unique value, Graduate Value

Il existe aussi un outil pour convertir du KML to SHP: Kml2shp

Exemple d’un fichier KML

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KML (Keyhole Markup Language)KML (Keyhole Markup Language) est un format de fichier

et de grammaire XML pour la modélisation et le stockage de caractéristiques géographiques comme les points, les lignes, les images, les polygones et les modèles pour l'affichage dans Google Earth, dans Google Maps et dans d'autres applications. Vous pouvez utiliser le format KML pour partager des lieux et des informations avec d'autres utilisateurs de ces applications. Et sur le site Google Earth Community, vous pouvez trouver des fichiers KML décrivant des lieux et éléments intéressants.

XML (Extensible Markup Language (en)1, « langage de balisage extensible ») est un langage informatique de balisage générique. Le World Wide Web Consortium (W3C), promoteur de standards favorisant l'échange d'informations sur Internet, recommande la syntaxe XML pour exprimer des langages de balisages spécifiques. De nombreux langages respectent la syntaxe XML : XHTML, SVG, XSLT, etc.

You can use KML to:

• Specify icons and labels to identify locations on the planet surface

• Create different camera positions to define unique viewsfor each of your features

• Use image overlays attached to the ground or screen• Define styles to specify feature appearance• Write HTML descriptions of features, including hyperlinks

and embedded images • Use folders for hierarchical grouping of features• Dynamically fetch and update KML files from remote or

local network locations • Fetch KML data based on changes in the 3D viewer• Display COLLADA textured 3D objects

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KML Reference

• KML Reference• This section contains an alphabetical reference for all KML elements

defined in KML Version 2.2. The class tree for KML elements isshown below. In this diagram, elements to the right on a particularbranch in the tree are extensions of the elements to their left. For example, Placemark is a special kind of Feature. It contains all of the elements that belong to Feature, and it adds some elementsthat are specific to the Placemark element.

• KML is an open standard officially named the OpenGIS® KML Encoding Standard (OGC KML). It is maintained by the Open Geospatial Consortium, Inc. (OGC). The complete specification for OGC KML can be found athttp://www.opengeospatial.org/standards/kml/.

• The complete XML schema for KML is located athttp://schemas.opengis.net/kml/.

http://code.google.com/apis/kml/documentation/kmlreference.html

Structure de KML

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Shape to KML

Suite Shape to KML

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Les données géométriques sont transposées (réseau routier)

Mais également les données descriptives

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Données géométriques et données descriptives su MapInfo

Conversion des données du rôle de la zone inondable

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Choisir le symbole

Représentation du symbole

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On précise les variables retenues

Identification de la variable « z »

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Nombre d’étages

Année de construction

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Année de construction (sans 3D)

Exagération X 1Exagération X 3Exagération X 2

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Sur ArcMap

Sur MapInfo maintenant

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Sélectionner Google Earth Connexion

Occupation du sol 1996

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Transfert sur Google Earth

Sous forme d’image ou sous forme d’objets distincts

Image (on ne sélectionne rien)

Objets (portion seulement car cette opération est assez longue)ou

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Occupation du sol

En sélectionnant

50

On précise que c’est bien sous forme d’objet

Sous forme d’objets

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Les données descriptives suivent

Occupation du sol

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À vous de tester maintenant!

Visualisation des données

– Les nouvelles expressions cartographiques– La cartographie dynamique (Free Hand)– Les atlas électroniques– Le Virtual Reality Modeling Markup Language

(abrégé en VRML)

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Ouagadougou population

1996

données originales d’Aude Nikiema

T.P.4; GEO7511

55

Continue

56

Volume d’eau disponible par continent

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Anamorphose

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Carte animée

Animation temporelle

http://www.umrespace.org/ActGCart.htm

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Animation temporelle

http://www.netandsea.com/route-equateur/svg.php

Barres de temps

Peterson M.P., 1995, p. 194.

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Images de transition

Peterson M.P., 1995, p. 194.

Animation non temporelle

Peterson M.P., 1995, p. 194.

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VRML• Le Virtual Reality Modeling Language (abrégé en VRML) ou Virtual Reality Markup Language

est un langage de description d'univers virtuels en 3 dimensions. Ce langage interprété est une norme internationale ISO et les fichiers VRML ont habituellement pour extension .wrl.

• En fait, c'est à proprement parler un langage de présentation et non de programmation, puisque comme pour le langage HTML par exemple, un fichier VRML ne contient généralement pas une suite d'instructions mais plutôt les informations permettant au visionneur d'afficher ensuite les éléments (formes, senseurs, lumières, etc).

• Présenté lors de la World Wide Web Conference de 1994, VRML n'est pas l'œuvre d'un unique programmeur, mais plutôt le résultat de la collaboration de plusieurs professionnels de la 3D, dont entre autres Mark Pesce, Tony Parisi, Gavin Bell (Silicon Graphics) et Paul Strauss (SiliconGraphics).

• Le but premier de ce langage est de permettre la représentation d'univers interactifs 3D virtuels. Les fichiers .wrl sont des fichiers texte décrivant les scènes virtuelles à l'aide du langage VRML. Les fichiers .wrl, qui peuvent être stockés localement sur un ordinateur ou téléchargés depuis un serveur web, sont visualisés à l'aide d'un visionneur, qui est soit un plugin ajouté au navigateur web ou encore un logiciel autonome indépendant du navigateur web, qui est installé sur l'ordinateur de l'utilisateur.

• Les programmes VRML peuvent décrire des formes simples (points, lignes, polygones) ou complexes (sphères, cubes, cônes, cylindres...), du texte, des images, des animations, des éclairages, des sons, des hyperliens, ainsi que leur agencement dans l'espace, leur texture, leur couleur, leur matériau...

Embellissement cartographique

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PhotoShop

Incrustation de couleur

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Ombre: bruit (78)

Mais il ne faudrait pas exagérer…

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Annexes

• Visio (confection d’organigramme)• Étapes administratives de la réalisation

d’un SIG

Visio

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Liste de symboles utilisés lors de la confection d’organigrammes (source : adaptation de la liste issue de Bérubé 1980).

LECTURE OUÉCRITURE DE DONNÉES

EXTRANT

OPÉRATION SUR UN FICHIER

ENTRÉEMANUELLEINTRANT

ENTRÉE-SORTIE

ARBORESCENCE LORS D'UNCHOIX MULTIPLE (SECONJUGE AVEC LESYMBOLE DE DÉCISION)

CROISEMENT

JONCTION

DIRECTION EN COURS

ÉLÉMENTS LINÉAIRES

COMMENTAIRES

TRAITEMENT(ON YPRÉCISE LESOPÉRATIONS,ALGORITHMES)

DÉCISION (LA SORTIE DUBAS INDIQUE POSITIF ETPEUT ÊTRE MULTIPLE ETCELLES DE CÔTÉSNÉGATIVES)

ARRÊT-DÉPART

RENVOI À UNE AUTRESECTION (CECI EST TRÈSUTILE AFIN D'ALLÉGERL'ORGANIGRAMME)

MODIFICATION DUPROGRAMME (BOUCLE,INITIALISATION, ETC.)

TRAITEMENT PRÉDÉFINI(FONCTIONS,PROCÉDURESEXISTANTES, ETC.)

OPÉRATION AUXILIAIREINDÉPENDANTE DUPROGRAMME

OPÉRATION MANUELLE(EX.: ENREGISTREMENTGPS)

SYMBOLES DE BASE

TRI FUSIONINTERCLASSEMENT EXTRACTION

MANIPULATIONS

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