En cartographie, un système de coordonnées est un référentiel dans lequel on peut représenter des éléments dans l'espace. Ce système permet de se situer sur l'ensemble du globe terrestre grâce à un couple de coordonnées géographiques.
Pour construire un système de coordonnées géographiques, il faut calculer un référentiel de la surface terrestre. Il en existe plusieurs pour des raisons historiques, techniques et d'usage.
Jusqu'à récemment les systèmes techniques de positionnement étaient fondés sur les principes locaux (comme la triangulation) et donc dans chaque région un système de coordonnées spécifique a été défini. La possibilité de définir des systèmes globaux pour l'ensemble de la Terre est apparue avec les satellites notamment avec la mise en œuvre du système GPS. Comme il est assez compliqué de changer de système de coordonnées, car il faut notamment refaire toutes les cartes, on utilise encore fréquemment des systèmes de coordonnées anciens.
Un système de coordonnées mondial est forcément imprécis en raison de la dérive des continents qui induit des déplacements de l'ordre de quelques centimètres par an. Ainsi dans un système mondial les coordonnées d'un point considéré comme fixe évoluent ce qui n'est pas très pratique.
Il est souvent plus pratique d'utiliser des coordonnées planes dans un système de projection cartographique plutôt que des coordonnées géographiques et comme tout système de projection déforme soit les angles soit les formes, il est utile de pouvoir choisir le meilleur système de projection en fonction de ses besoins.
La notion de coordonnées
Pour se localiser sur la Terre, il est nécessaire d'utiliser un système géodésique duquel découlent les coordonnées géographiques figurant sur les cartes. Celles-ci peuvent être exprimées soit sous la forme de longitude et latitude (coordonnées dites géographiques), soit en représentation cartographique plane (coordonnées dites en projection).
Les coordonnées géographiques sont exprimées en degrés sexagésimaux (Degrés Minutes Secondes), degrés décimaux, grades ou radians et donnent la latitude et la longitude d'un lieu par rapport à un méridien. L'origine dans le système WGS84 (avant ED50) est le méridien d'origine IERS. En France, dans le système NTF, l'origine est le méridien de Paris.
Attention, des coordonnées géographiques n'ont aucun sens si on ne les accompagne pas des informations sur le système géodésique dans lequel elles sont exprimées.
Classification des systèmes de coordonnées géoréférencées
On distingue plusieurs types de systèmes de coordonnées géoréférencées :
- système de coordonnées géographiques. Les coordonnées sont deux angles appelés latitude et longitude généralement exprimés en degrés. La hauteur au-dessus de l'ellipsoïde peut être associée comme troisième coordonnée.
- système de coordonnées géocentriques. C'est un système de coordonnées cartésiennes dans l'espace fondé sur le centre des masses de la Terre et sur un premier axe dans le plan de l'équateur et intersectant le méridien de Greenwich, un deuxième axe dans le même plan de l'équateur et orthogonal au premier et un troisième axe correspondant à l'axe de rotation de la Terre. Ce type de système est surtout utilisé comme système intermédiaire pour les calculs de changement de système.
- système de définition d'altitude. L'altitude est mesurée comme une distance le long de la verticale par rapport à une référence qui est généralement le niveau de la mer.
- système de coordonnées projetées. Il existe de nombreux systèmes de projection cartographique qui permettent de définir des coordonnées sur un plan.
- la composition d'un système horizontal et d'un système vertical définit un système de coordonnées
EPSG
L'EPSG – European Petroleum Survey Group –, un groupe créé en 1985 par Jean-Patrick Girbig alors avec ELF, a défini une liste des systèmes de coordonnées géoréférencées et leur a associés des codes pour les identifier. Le groupe est devenu en 2005 le "Comité de topographie et de positionnement" (Surveying and Positionning Comittee) de l'Association internationale des producteurs de pétrole et de gaz (OGP). Cette liste est disponible sur le site indiqué dans les liens ci-dessous. Ces codes, qui existent toujours sous le nom de "code EPSG", sont notamment utilisés dans les standards de l'Open Geospatial Consortium. L'APSG - Americas Petroleum Survey Group-, fut créé, par Jean-Patrick GIRBIG, 10 ans plus tard à Houston (USA) avec des objectifs semblables.
Un système géodésique peut recevoir plusieurs codes EPSG selon son utilisation. Ainsi, le système géodésique officiel "Réseau Géodésique Français" RGF93, valide en métropole, a pour code EPSG 6171. C'est un système de coordonnées géocentrique. L'ellipsoïde associé est IAG GRS 1980. Lorsqu'un code EPSG est noté (géographique 2D), cela signifie que le système géodésique est réduit à la latitude et à la longitude. Lorsqu'il est noté (géographique 3D), cela signifie qu'il gère latitude, longitude et hauteur sur l'ellipsoïde.
Le Registre des paramètres géodésiques EPSG (Geodetic Parameter Registry, http://www.epsg-registry.org/) permet de trouver les systèmes de coordonnées en un lieu, ou les lieux qui correspondent à un code EPSG.