Analyses et modélisations spatiales

L'intérêt des SIG réside notamment dans la possibilité de pouvoir effectuer des analyses spatiales à l'aide d'un logiciel SIG, afin de comprendre la répartition spatiale des phénomènes sociaux et environnementaux, la spatialité des sociétés, la mise en espace de l’étendue terrestre par les sociétés. Ces analyses spatiales constituent des outils et fonctionnalités techniques permettant de manipuler des données spatialisées. Plus généralement, il s'agit de l'analyse de tout type de phénomène distribué dans l'espace. Différents types d'analyse spatiale sont réalisables et, bien évidemment, les effectuer ne constitue qu'une partie du travail de recherche, puisqu'il reste ensuite à interpréter les résultats et à tenter d'en tirer des hypothèses ou des conclusions.

En archéologie, l'on cherche à l'aide des analyses spatiales à caractériser la répartition et la dynamique des activités humaines passées dans l'espace et dans le temps, à travers des traitements et requêtes spatialisées. Ces analyses peuvent être réalisées à différentes échelles (intrasite, site, régionale, interrégionale). Elles s'appuient sur des données vecteurs et rasters.

Représentation des différentes données intervenant dans la réalisation d'analyses spatiales

Elles permettent ainsi de se poser et de répondre à un grand nombre de questions, notamment sur :

• les réseaux : Quelle était l'accessibilité d'un site par rapport au réseau routier antique/médiéval conservé dans sa trame ? Quels étaient les principaux axes de circulation entre les différents pôles d'un territoire à une période donnée ?
• la visibilité : Quels sites ont une intervisibilité et pouvaient communiquer optiquement ? Quelles zones étaient intervisibles à partir d'un oppidum et permettaient un contrôle visuel du territoire ?
• la mobilité: Quels étaient les itinéraires les plus probables empruntés par les pasteurs préhistoriques entre estives et habitats ? Comment les distances de déplacement ont-elles évolué entre deux périodes pour une population donnée ? Quels parcours minimisaient le temps ou l'énergie dépensée pour relier deux points à l'âge du Bronze ?

Vous trouverez ci-dessous une liste non exhaustive des analyses et modélisations spatiales possibles pour répondre à ce type de question.

Les logiciels SIG permettent de mesurer la distance entre plusieurs données vecteurs (points, lignes, polygones), mais aussi de déterminer les entités les plus proches et les plus éloignées d'un point donné. L'analyse du plus proche voisin est souvent utilisée, elle permet de déterminer comment les points sont répartis (de façon aléatoire, groupée ou distribuée). En archéologie, ceci pourrait par exemple se traduire par le calcul de la distance entre deux sites ou encore entre deux artefacts archéologiques géoréférencés.

Répartition d'un semi points, de la répartition la plus aléatoire à celle en clusters (ArcGIS)

Les zones tampons consistent en des zones délimitée autour d'une donnée vecteur ou d'un groupe de vecteurs. Elles permettent d'étudier les zones d'influences ou de protection. En archéologie, elles peuvent, par exemple, être utilisées pour déterminer des pôles attractifs (un site influençant l'installation d'autres sites notamment).

Carte représentant les zones tampons calculées autour des enceintes du Néolithique moyen, récent et final dans le Ruffécois en Charente (PILLOT L. 2016, QGIS 2.10.1, PFT GéoBFC, MSH Dijon, UBFC)

Ces dernières permettent de déterminer la concentration ou la dispersion des entités dans une zone donnée. En archéologie, elles peuvent être utilisées pour évaluer la concentration ou la dispersion de sites ou d'artefacts par exemple.

Il s'agit de définir la zone visible depuis un point (coloration de la zone visible d'une certaine couleur) selon différents paramètres tels que la distance de visibilité, l'angle de visibilité, la hauteur de l'observateur, la hauteur du point receveur, etc. Il est également possible de déterminer si deux entités sont intervisibles (une ligne est tracée entre deux points lorsque c'est le cas ou les zones de visibilité de chaque point atteignent le point opposé). L’analyse de visibilité nécessite un modèle numérique de terrain (MNT), soit une représentation numérique de la surface topographique et le choix d’au moins un point d’observation situé sur ou au-dessus de la surface topographique. À partir de celui-ci, le principe du calcul de visibilité procède par comparaisons angulaires successives. En archéologie, ces analyses peuvent notamment être utilisées pour savoir si un site pouvait être un bon point d'observation sur un territoire, si deux sites ou deux structures étaient intervisibles ou encore si un site était largement visible ou non. Ceci permet de répondre à des questions sur l'appropriation du territoire (place de surveillance), sa protection (réseau de défense, place de commandement visuel), des soucis d’ordre politique (occupation d’une position élevée pour symboliser, asseoir et consolider un pouvoir par exemple).

Carte représentant les zones visibles depuis les enceintes de Le Peu à Charmé, de Bellevue et de l'Echalette à Chenon (Ruffécois, Charente) (PILLOT L. 2016, QGIS 2.10.1, PFT GéoBFC, MSH Dijon, UBFC)

Ces analyses permettent la modélisation du relief pour l'étude des pentes, de l'exposition au soleil, etc. Mais également de calculer l'altitude, des profils topographiques, des coupes transversales, etc. Elles peuvent donc permettent d'apporter des informations sur le terrain d'un site archéologique.

Les exemples présentés ci-dessus ne sont qu'une fraction des nombreuses modélisations et analyses spatiales possibles avec un logiciel SIG. Nous avons tenté ici de cibler celles qui pouvaient être les plus utiles en archéologie pour des analyses de bases. En fonction des besoins spécifiques que vous avez et de la disponibilité des données, les possibilités d'analyse et de modélisation spatiale peuvent être largement étendues.

Les plug in sont des programmes qui peuvent être ajoutés à un logiciel pour lui permettre d'effectuer des actions supplémentaires. QGIS disposent d'une communauté de chercheurs active, qui développe et met à jour fréquemment des plug in qui peuvent s'avérer très utiles pour la recherche archéologique. Vous en trouverez ci-dessous une liste non-exhaustive :

• Profile tool : Ce plug in permet d'effectuer des vues de profil du terrain, utile en analyse de terrain et de visibilité.