MASTER Géomatique - Parcours ScIences Géomatiques en environneMent et Aménagement (SIGMA)

Présentation

Un master répondant aux besoins des entreprises et de la recherche

Le Master Géomatique SIGMA (ScIences Géomatiques en environneMent et Aménagement) a pour objectif de former aux métiers de l’environnement et de l’aménagement impliquant la maîtrise de concepts, méthodes et techniques liés à la gestion de l’information géographique : conduite de projets, gestion de ressources, aide à la décision, expertise.

Depuis plus de 15 ans (création en 2000), le Master SIGMA a permis d'assurer une intégration rapide et réussie de ses diplômés sur le marché du travail de la géomatique appliquée, non seulement dans le domaine professionnel mais également dans celui de la recherche.

Devenir un expert de l'aménagement , de l’environnement et du SIG

Le Master Géomatique SIGMA se caractérise par la combinaison entre une excellente maîtrise des outils (et, en particulier, un bon bagage informatique) et un haut niveau de compétence dans les domaines relevant de l'aménagement et/ou de l'environnement, avec une réflexion approfondie sur la finalité des techniques géomatiques et leur adéquation aux problématiques de nature spatialisée.

La spécialité SIGMA permet d'aller au-delà de la formation d'opérateurs SIG de très bon niveau technique en intégrant les méthodologies de gestion de projet et d'analyse des implications territoriales directement ou indirectement associées à la manipulation et au traitement des données géoréférencées.

Objectifs

Former de futurs cadres d'entreprise, des chargés d'étude, des directeurs de projet et des experts combinant les qualités citées afin de promouvoir de manière optimale leur insertion professionnelle et capables de s'inscrire dans les courants actuels et émergents en termes de profils professionnels.

• Maitriser les fondamentaux théoriques et appliqués en matière de SIG, de bases de données, de télédétection et de traitement d’image ainsi que des techniques d’acquisition de localisation.
• Maitriser les fondamentaux théoriques et appliqués en matière d’algorithmique et de modélisation informatique. Application à la personnalisation de logiciels de gestion d’informations géographiques propriétaires ou libres.
• Connaitre les fondamentaux théoriques et appliqués en matière de la conception et implémentation de bases de données, de la cartographie en ligne et des IDS..
• Connaitre et mettre en pratique de l’analyse de données par méthodes statistiques. Représentation (carto)graphique des résultats.
• Avoir une vision des principaux fronts de recherche actuels en géomatique et à les initier aux pratiques de recherche dans ce domaine.
• Maîtriser les techniques de communication et connaître le champ professionnel
• Développer la conversation orale en anglais et s’entraîner à la présentation scientifique écrite et orale en anglais
• Acquérir et mettre en pratique les fondamentaux de la gestion de projet

Contenu de la formation

Programme :

DESCRIPTION DES UNITES D’ENSEIGNEMENTS DU MASTER 1

SEMESTRE 7

UE 701 : Fondamentaux en SIG et télédétection – 135h –10 ECTS

(1) Module SIG :
• Nature de l’information géographique numérique. Fondements et finalités de la géomatique et des SIG.
• Concepts et représentations vecteur / raster. Sources des données raster / vecteur (propriétaires, ouvertes). Structures de stockage des données raster / vecteur, modèles topologiques (DE-9IM)
• Systèmes de référence (géodésie, projections)
• Acquisition de données : import, numérisation, géoréférencement, gestion de la topologie (vérification, correction)
• Traitements spatiaux élémentaires en mode vecteur et raster (opérateurs spatiaux, algèbre de carte)
• Requêtes attributaires et spatiales (fonctions SQL élémentaires), jointures
• Mise en page cartographique élémentaire
• Mise en œuvre au sein des logiciels QGIS et ArcGIS Pro.
(2) Module Télédétection optique :
• Fondements physiques de la télédétection (grandeurs, transfert radiatif, propriétés optiques des matériaux, signatures spectrales)
• Caractéristiques d’une image (résolutions, codage), visualisation et composition colorée, amélioration de contraste.
• Extraction de caractéristiques spectrales, calcul d’indices spectraux, génération de masques
• Corrections géométriques, corrections radiométriques (transformation des comptes numériques en réflectance, prise en compte des effets de pente), corrections atmosphériques empiriques (Dark Object Substraction), gap-filling de séries temporelles
• Filtrage (convolution, détection de contours)
• Classification non supervisée (clustering)
• Classification supervisée : principe, échantillonnage et construction d’un jeu de références, apprentissage de modèles non paramétriques (SVM, Random Forest), validation
(3) Conception graphique et cartographie thématique :
• Design graphique, communication visuelle
• Rappels des fondamentaux de la sémiologie graphique.
• Méthodes et outils pour la représentation cartographique
(4) La géomatique de terrain
• Aller-retour entre réalité terrain et représentations associées (BD, cartes, imagerie spatiale) ; projet de sortie

UE 702 : Ingénierie des bases de données spatiales – 40h – 6 ECTS

• Analyse et Conception des Systèmes d'Information (ACSI) y compris Géographique, apprentissage d’une démarche de conception logicielle basée sur des outils et modèles de Génie Logiciel.
• Théorie et ingénierie des bases de données, modèles conceptuels de bases de données. Structure et fonctionnalités avancées des bases de données.
• L’intégration, la gestion et l’exploitation des données spatiales dans les bases de données, théorie et pratique avec PostGIS (langage SQL).
• L’échange de données normalisé, les métadonnées

UE 703 : Projets géomatiques – 150h – 4 ECTS

• Les apprenants doivent mener à terme, sous la direction d’un enseignant et par petits groupes, la totalité d’un projet (en faisant appel aux techniques de gestion de projet) : définition de la problématique, identification des objectifs, inventaire des sources et ressources disponibles, établissement de la méthodologie et choix des outils, en particulier des outils géomatiques et/ou informatiques, exploitation, validation, rédaction et présentation orale du rapport de projet.

UE 704 : Lois et grands programmes de la transition environnementale – 25h – 4 ECTS

• UE mutualisée avec la mention GAED du département de Géographie.
• Présentation des principaux grands programmes internationaux et européens en lien avec la transition environnementale et leur déclinaison nationale (Accords de Paris ; Convention sur la biodiversité – Loi Biodiversité 2016 ; Indicateurs du Développement Durable, Grenelles 1 et 2…).
• L’enseignement apportera une rapide perspective historique, puis une présentation des grands textes fondateurs de la transition avant d’aborder les modalités de la mise en œuvre de leurs principes. On abordera notamment leur traduction territoriale et leurs modalités d’application (la hiérarchie des normes dans les documents d’aménagements, l’applicabilité du droit : entre la question du contrôle et l’acceptation sociale, les types d’évaluation environnementale), ainsi que quelques exemples d’outils d’application ou d’évaluation (la démarche d’autorisation environnementale unique, les indicateurs dans la transition écologique, etc…)

UE 705 : Communication - 25h – 3 ECTS

• Apprentissage et mise en œuvre de différentes techniques de communication écrite et orale : techniques d’entretien, de présentations numériques, rédaction de CV etc.
• Panorama des méthodes et ressources pour la communication numérique.
• L'évaluation sera réalisée en liaison avec les projets géomatiques (UE 703).

UE 706 : Anglais appliqué à la géomatique - 25h – 3 ECTS

• Entraînement oral par groupes de niveau sur des sujets généraux sociétaux et scientifiques
• Préparation d’un poster en anglais et présentation orale de celui-ci en simulant une conférence scientifique

SEMESTRE 8

UE 801 : Stage - 450h – 8 ECTS

• L'apprenant réalise un stage de 3 mois dans le domaine de la géomatique appliquée aux questions d’aménagement du territoire et de la gestion environnementale.
• L’orientation (recherche ou professionnel) se fera à travers le type de structure d’accueil ciblé par l’étudiant : structure professionnelle/ entreprise ou organisme de recherche.
• Le stage, en entreprise comme dans un organisme de recherche, donne lieu à la rédaction d’un rapport de stage et une soutenance et se basent sur un tandem maître de stage et enseignant-tuteur.

UE 802 : Algorithmique et programmation – 125h - 8 ECTS

• Rappel des données informatiques fondamentales. Architecture des systèmes informatiques et des réseaux. Interface Homme-Machine (IHM) : modèles, implications, conception de systèmes interactifs et techniques de prototypage.
• Algorithmique et programmation : algorithmique procédurale et algorithmique orientée objet (langage Python).
• Réalisation de Scripts étendant les capacités standard des logiciels de SIG (création automatique de couches, extraction d'informations, liens avec bases de données externes, opérations spatiales spécifiques, etc.). Approche objet (principe et adaptation géomatique). Programmation Python sous ArcGIS Pro.
• Interfaçage SIG-bases de données relationnelles (liens dynamiques, architectures serveur-client). Connexion à des BD par la programmation.
• Développement d’applications pour le Web (html et frameworks). Création de WebMap et tableaux de bord (ArcGIS Online)
• Outils de versionnement du code (type GitLab)
• Interfaçage SIG- bases de données relationnelles (liens dynamiques, architectures serveur-client).

UE 803 : Gestion de projet – 25h – 4 ECTS

• L'objectif principal de cette formation est de voir ou revoir les fondamentaux de la gestion de projets avec ses principes fondateurs. L’intérêt est d’appréhender et faciliter la mise en œuvre d'un projet, d’en comprendre et de détailler chacune des étapes clés.
• La formation se base d’abord sur les méthodes classiques (cascade et en V) puis sur les méthodes agile (Scrum).
• Seront abordés :
o Les différents types de projet,
o Les différentes méthodes de réalisation,
o Les étapes clés,
o L’équipe projet : rôles et animation,
o Le rôle du chef de projet,
o Les enjeux d’un projet (gestion des risques, des délais, des enjeux financiers, des contraintes…),
o La communication,
o La planification,
o Les outils nécessaires (planification, suivi…),
o …
• Un projet, défini en début de session et dont le sujet est défini par les étudiants, est réalisé en petit groupe tout au long des interventions et est présenté par les étudiants lors des ateliers. Le but étant de permettre aux étudiants de définir la mise en œuvre et décrire l’ensemble des étapes de réalisation de leur projet afin d’en garantir sa bonne mise en œuvre.
• Le but est de permettre aux étudiants de disposer des méthodes et des outils qu’ils pourront mettre en œuvre lors de leur stage de fin d’études et en suivant dans leur vie professionnelle quel que soit le type de structure (entreprise, organisme de recherche…).

UE 804 : Analyse spatiale – 25h – 4 ECTS

• Enseignement théorique et appliqué de différentes méthodes de (géo)statistiques uni et multivariées.Statistiques uni et bivariées, corrélations et régression linéaire simple
• Opérateurs spatiaux, analyse de voisinage, indices de dépendance spatiale
• Théories des distributions spatiales, lissage spatiale
• Découverte du langage et mise en pratique avec R.

UE 805 : Planification stratégique et urbanisme opérationnel – 25h – 3 ECTS

• Il s'agit de permettre aux étudiants de rentrer en contact avec des problématiques concrètes afin de les former à la compréhension des documents techniques, de leurs enjeux, du rôle des différents acteurs (collectivités, SEM, EPFL, SAFER, acteurs privés…). Les enseignements apporteront des connaissances méthodologiques et un regard critique précis mobilisant les outils de planification stratégique (SCOT, PLU, PLUi), les outils d’aménagement opérationnel (ZAC, lotissement, etc.), les outils de la maîtrise foncière, les outils fiscaux et financiers.

UE 806 : SIG : mise en situation – 25h – 3 ECTS

• L'objectif de cette UE est l’acquisition d’un savoir-faire en matière de mise en pratique et de transposition des fondamentaux en SIG.
• Cette UE s’appuie sur les acquis de gestion de projet et de la réalisation de projets géomatiques du premier semestre.
• Sur le plan pédagogique, l’UE se base sur une mise en situation concrète avec un cahier de charges à respecter.
• L’apprenant(e) n’est plus en situation où la donnée est mise à disposition, pour des traitements, il faut construire une démarche complète. Il s’agit alors de mettre en place un moissonnage, une intégration et des traitements des données adaptées aux besoins d’un utilisateur qui lui permette de répondre à une question opérationnelle. Un retour critique sur les méthodes et les limites est également attendu.

DESCRIPTION DES UNITES D’ENSEIGNEMENTS DU MASTER 2

SEMESTRE 9

UE 901 : Géomatique avancée : SIG, télédétection et modélisation – 150h – 10 ECTS

(1) Automatisation de tâches et programmation orientée Web
• Programmation SIG : mise à niveau. Initiation aux scripts shell (bash) sous Linux ; automatisation de tâches pour le traitement de données spatiales avec GDAL
• Développement JavaScript et bibliothèques associées (D3.js…), WebGL
(2) Télédétection : approfondissement
• Programmation SIG : mise à niveau Traitements de séries temporelles d’images optiques, analyse de tendance et détection de changements
• Mosaïquage et fusion de données
• Traitement d’images Radar : téléchargement des données, pré-traitements (calibration, filtrage…), visualisation, usage du graph builder, applications thématiques sur la détection des surfaces en eau et déforestation (SNAP)
• Traitement de données LiDAR : filtrage du nuage de points, visualisation, génération de MNT et MNH, calcul d’indicateurs (LASTools, Fusion, LidR)
• Génération de MNT par photogrammétrie à partir d’un couple d’images stéréoscopiques
• Présentation des nouveaux capteurs (drone, scanner 3D, LiDAR sur téléphone mobile…)
(3) Analyse spatio-temporelle et modélisation
• Modélisation et analyse 3D sous SIG (ArcGIS Pro) : interpolation spatiale pour la génération de MNT et TIN, calculs d’indicateurs morphologiques dérivés, requêtes 3D, restitution de scènes 3D, analyse de co-visibilité, modélisation du rayonnement solaire théorique
• Analyse multi-critères en mode raster (ArcGIS Pro) : algèbre de cartes, chemin de moindre coût
• Evaluation multicritère (QGIS) : cartes de potentialité, de vulnérabilité
• Analyse de réseaux (ArcGIS Pro) : théorie des graphes, Dijkstra R*, matrices OD, calcul d’isochrones
• Création et manipulation de cubes spatio-temporels (ArcGIS Pro)
• Méthodes et techniques de modélisation et simulation dynamique : modèles pattern based et process based : concepts, approches méthodologiques et soft ; scénarii prospectifs et leur validation ; initiation à la modélisation multi-agent (NetLogo)

UE 902 : Visualisation de données et webmapping – 50h – 6ECTS

• Nouvelles formes et outils de visualisation des données, notamment interactive (APIs et bibliothèques, comme Vega, Deck.gl, D3).
• Conception de sites web dynamiques utilisant la cartographie (WebMapping). Présentation et pratique des outils libres de WebMapping, bibliothèques de fonctions PHP et JS, moteurs de cartographie, interfaces web, APIs de données et de fonctions.
• Pratique d’ArcGIS Online et Webapp Builder ESRI.
• Le web avec R : présentation de R-Shiny.

UE 903 : Algorithmique avancée en traitement de données spatiales – 25h – 4 ECTS

• Programmation Python sous QGIS
• Développement avec Google Earth Engine App
• Technologie ETL (Extract, Transform, Load) sous FME

UE 904 : La recherche en géomatique – 25h – 4 ECTS

• La recherche en géomatique : évolution de la discipline et fronts de recherche actuels
• Le fonctionnement de la recherche en France
• Initiation à la recherche bibliographique : pratique des bases documentaires
• Analyse critique d’un article scientifique : évaluation (« dans la peau d’un relecteur de revue »), et présentation (« dans la peau d’un conférencier »).
• La parole à des chercheurs en géomatique : interventions

UE 905 : Analyse statistique par la programmation – 25h – 3 ECTS

• Les analyses factorielles (ACP, ACM, CAH).
• Partitionnements, segmentations, clusters.
• Modèles linéaires généralisés (GLM), mixtes (GLMM) additifs généralisés (GAM), Régression géographique (GWR).
• Théorie des graphes, analyse de réseau.

UE 906 : Qualité et fouille de données – 25h – 3 ECTS

• Concept de qualité, terminologie, notions de qualité interne et externe, terrain nominal, normes, composantes de la qualité (précision et exactitude géométrique, sémantique, complétude, cohérence logique, actualité), appariement et méthodes de calcul des indicateurs.
• Apprentissage machine avec Scikit-Learn (Python) : fondamentaux (compromis biais/variance, surapprentissage, partitionnement des données de référence, validation croisée), méthodes non paramétriques (arbre de décision, SVM), méthodes ensemblistes (Random Forest, Gradient Boosting), réduction de dimension et sélection de variables.
• Réseau de neurones et apprentissage profond avec Keras (Python)
• Initiation au SOLAP

SEMESTRE 10 

UE 1001 : Stage – 600h – 19 ECTS – semestre 10

• L’apprenant réalise un stage de 4-6 mois dans le domaine de la géomatique appliquée aux questions d’aménagement du territoire et de la gestion environnementale.
• L’orientation du parcours (recherche ou professionnel) se fera à travers le type de structure d’accueil ciblé par l’étudiant : structure professionnelle/ entreprise ou organisme de recherche.
• Un stage en entreprise donne lieu à la rédaction d’un rapport de stage tandis que le stage dans un organisme de recherche se traduit en mémoire préparatoire à la thèse. Les deux donnent lieu à une soutenance et se basent sur un tandem maître de stage et enseignant-tuteur.

UE 1002 : Ateliers géomatiques – 150h – 4 ECTS – semestre 10 

• UE de transition entre la phase de cours et la mise en application des savoirs et savoir-faire appris (stage en entreprise / organisme de recherche)
• Les étudiants doivent mener à terme, sous la direction d’un enseignant et par petits groupes de 2 à 3 personnes, la totalité d’un projet : définition de la problématique, identification des objectifs, inventaire des sources et ressources disponibles, établissement de la méthodologie et choix des outils, en particulier des outils géomatiques et/ou informatiques, exploitation, validation, rédaction et présentation orale du rapport de projet.
• L’orientation du parcours (recherche ou professionnel) se fera selon la finalité des projets, dont les sujets sont proposés par l'équipe pédagogique et les partenaires de la formation, chercheurs et professionnels.

UE 1003 : Géomatique en environnement, aménagement et agronomie – 25h – 4 ECTS – semestre 10

• Cycle de conférences, programme variable s’adaptant à l’actualité de la géomatique

UE 1004 : Techniques d'acquisition – terrain – 25h – 3 ECTS

• Relevés au GPS différentiel : théorie et application
• Synoptique des outils nomades et mise en œuvre : QField, ArcGIS Collector et autres applications – paramétrage des conditions de collecte, mise en place de formulaires de saisie. Intégration de la campagne de collecte dans l’environnement SIG
• Les drones : de la planification d’une mission au traitement des données

EVALUATION DE LA FORMATION 

Les stagiaires sont évalués durant toute leur scolarité.
Chaque UE est évaluée par une ou plusieurs de smodalités suivantes :
• test noté (travail écrit ou TP/TD individuel ou en groupe)
• rédaction d’un travail personnel (dossier)
• stage avec rapport écrit et soutenance face à un jury en fin de cycle

MOYENS D’APPRECIATION DES RESULTATS

A l’issue du stage et si le stagiaire a obtenu des résultats satisfaisants dans chacune des UE et pour sa thèse professionnelle, un dipôme de l’INP lui est délivré.
La satisfaction du stagiaire est évaluée par l’envoi d’un questionnaire anonyme.

Moyens d’encadrement :

Deux bilans de la formation sont effectués chaque année en présence de tous les stagiaires et des responsables des UE, un à mi-parcours de la partie théorique de la formation et l'autre fin février ou mars avant le départ en stage. Les stagiaires peuvent échanger avec chaque responsable de module et, le cas échéant avec les co-responsables de la formation (Martin Paegelow et Claude Monteil).

Stages

Stage ou Alternance

• Stage de 4-6 mois dans le domaine de la géomatique appliquée aux questions d’aménagement du territoire et de la gestion environnementale.
• Alternance possible pour le M2, le M1 se faisant en présentiel

Condition d'accès

• Titulaire d’un niveau Licence (pour M1) ou BAC+4 (pour M2) dans le domaine,
• Titulaire d’un niveau BAC+2 justifiant 4 ans d’expérience professionnelle après une Validation des Acquis Professionnels (VAP)
• Titulaire d’un niveau BAC+2 justifiant d’une expérience professionnelle susceptible de leur conférer une qualification équivalente après une Validation des Acquis Professionnels (VAP)

Insertion professionnelle

L’expérience des promotions précédentes, depuis plus de 15ans, a permis de tisser un réseau de relations dense et de qualité en termes de partenariat professionnel et de recherche.

Trois types principaux de profils, parfois voisins dans leur contenu réel, sont susceptibles de se présenter comme débouchés parmi les  diplômés :

• Le profil "chargé d'étude" ou "chargé de mission" dans des organismes (publics ou semi-publics comme les SEM - Sociétés d'Economie Mixte) d'aménagement régional ou d'urbanisme, les Chambres d'Agriculture / de Commerce et d'Industrie / des Métiers, auprès d'un Parc Naturel,  … Ils sont généralement chargés du développement et de l'administration de SIG ou / et de l'interface entre informaticiens et thématiciens.
• Le profil "ingénieur" ou "chef de projet ", plutôt propre aux structures de bureau d'étude d'ingénierie (ingénieur projet, ingénieur développement, ingénieur marketing géomatique, chef de projet SIG, …)  ou aux services de recherche – INRA, IRD, CNRS, …
• Le profil "expert" attaché à une organisation internationale (PNUE, OMS) ou à une ONG

Taux de réussite

100% 2022-2023

Lieu(x) de la formation

• Auzeville-Tolosane

Contact(s) administratif(s)