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1. Introduction
2. Aperçu : le projet des zones habitées
3. La méthodologie : la composante de recherche
4. La méthodologie : traitement des données
5. Résultats de recherche initiaux et orientations futures

1   Introduction

La taille, la structure et la forme des zones habitées (aussi nommées « zones de peuplement ») peuvent avoir diverses répercussions socioéconomiques et environnementales au fil du temps. L'expansion des cités, par exemple, entraîne des dépenses d'infrastructure au titre de la construction de routes, d'égouts et de canalisations pour l'alimentation en eau. Les répercussions éventuelles sur l'environnement comprennent la perte d'habitats fauniques ou de terres agricoles de grande qualité, la hausse de la pollution atmosphérique et des émissions de gaz à effet de serre, ainsi que la contamination des rivières, des lacs et des aquifères. Le type ou la forme d'expansion est également significatif. L'expansion à faible densité consomme plus de terres agricoles et boisées et entraîne des coûts d'infrastructure par habitant plus élevés que l'expansion à forte densité.

La nature et la croissance des zones habitées revêtent une importance particulière pour les recherches stratégiques sur les villes, particulièrement les régions métropolitaines. La nouvelle méthodologie présentée dans le présent document porte sur les lacunes en matière de données et les limites en ce qui a trait aux mesures actuelles des zones bâties ou habitées. Cette méthodologie vise également à produire des ensembles de données spatiales qui sont cohérents dans le temps et l'espace.

2   Aperçu : le projet des zones habitées

Il faut disposer d'ensembles de données qui sont comparables dans le temps et l'espace afin de produire une analyse cohérente de la forme physique et des profils de croissance des zones habitées (aussi nommées « zones de peuplement ») ainsi que de leurs répercussions socioéconomiques et environnementales au niveau national. En même temps, ces ensembles de données doivent faire le suivi des changements qui surviennent dans la forme physique des zones habitées, et ce, le plus précisément possible.

La phase de recherche du présent projet a compris une analyse approfondie des ensembles de données existants portant sur les zones habitées et un examen de la littérature pertinente. Même si on a trouvé de nombreux ensembles de données nationales utiles sur les peuplements, tous n'étaient pas produits à intervalles réguliers et la plupart, en raison de la méthodologie sous-jacente, ont produit des limites des zones habitées qui n'étaient pas comparables dans le temps et l'espace. Par exemple, dans le passé, certaines limites ont été créées en utilisant des données brutes qui ne reflétaient pas nécessairement la véritable forme physique des zones de peuplement; souvent, cela a entraîné l'inclusion de terres consacrées à d'autres utilisations, comme les activités agricoles, à l'intérieur des limites des zones habitées.

Les ensembles de données sont produits pour différentes raisons. Par exemple, les limites géographiques du recensement établies par Statistique Canada n'étaient pas destinées à fournir des mesures précises des zones habitées ou à permettre de procéder à des analyses de séries chronologiques détaillées de la forme physique des cités, villes et villages au Canada. Ces « régions géographiques du recensement » sont souvent établies à partir de renseignements administratifs. Par conséquent, elles sont souvent d'utilité limitée lorsqu'il s'agit d'examiner des questions comme les changements de l'utilisation des terres, puisque les limites ne reflètent pas toujours des zones qui ont été modifiées physiquement aux fins de peuplement.

La nouvelle approche présentée dans le présent document de recherche porte sur les lacunes actuelles en matière de données et permet d'établir une cartographie cohérente des zones habitées du pays ¹ . La nouvelle méthodologie tire parti des limites plus précises du recensement et des ensembles de données satellitaires pour aider à relever les défis susmentionnés.

Le présent projet de recherche est très intéressant du point de vue des politiques et des recherches. Par exemple, Infrastructure Canada utilisera les résultats aux fins d'activités de recherche et d'analyse liées aux besoins et aux programmes en matière d'infrastructure du Canada. En outre, la méthodologie permet de combler une importante lacune en matière de données dans les comptes des terres de Statistique Canada. Elle permet de créer une nouvelle matrice sur l'utilisation des terres et la modification de la couverture terrestre, qui sert à faire le suivi des changements dans l'utilisation des terres et de la modification de la couverture terrestre au fil du temps.

2.1  Objectifs clés du projet

L'objectif principal est d'élaborer une nouvelle méthodologie et de produire des ensembles de données correspondants qui délimitent ou cartographient plus précisément la forme physique des zones habitées du pays au fil du temps. Les ensembles de données spatiales qui en découleront montreront de façon plus précise où les gens habitent et travaillent. Ils garantiront également que la superficie de terres non habitées ²  à l'intérieur des nouvelles limites des zones habitées est minimisée et facilement mesurable; l'existence de ces aires peuvent influer sur les calculs portant sur la croissance et la forme des zones habitées.

La méthodologie décrite dans la présente étude s'appuie sur la technologie du Système d'information géographique (SIG) ³ . L'application de la méthodologie produit un ensemble de données qui contient des limites numériques montrant les zones habitées.

2.2  Qu'entend-on par « zones habitées »?

Les zones habitées (ou zones de peuplement) sont des zones où les êtres humains habitent et travaillent. Il s'agit d'étendues ou de blocs ⁴  de terrains où l'homme a modifié l'environnement physique en construisant des immeubles résidentiels, commerciaux ou industriels, des bâtiments institutionnels ainsi que d'autres installations. Elles comprennent les cités, villes, villages et autres concentrations de populations humaines qui habitent une région environnementale donnée ⁵ .

2.3  Le besoin d'un nouvel ensemble de données

Même si certains ensembles de données détaillés sur les zones habitées existent pour les plus grandes cités du Canada, ils ne sont pas nécessairement comparables les uns avec les autres et ne brossent donc pas un tableau national complet des zones habitées. Des recherches et des analyses exhaustives ont révélé qu'il existe des ensembles de données nationales mais qu'ils présentent certaines limites.

Par exemple, la Base nationale de données topographiques (BNDT) comprend une couche construite, mais elle n'est ni systématiquement ni périodiquement mise à jour. Par conséquent, utiliser la BNDT pour faire un suivi exact de l'utilisation des terres ou de la modification de la couverture terrestre au fil du temps présente un défi de taille. En outre, divers types de données satellitaires sont disponibles mais, compte tenu du temps, des compétences spécialisées et des ressources financières nécessaires pour élaborer une couverture nationale fondée seulement sur des données à haute résolution, une telle approche est peu réaliste. Bon nombre de ces ensembles de données nationales ne comprennent pas les données d'attribut ou les autres données supplémentaires utiles aux fins de recherche.

L'ensemble le plus courant de données nationales à partir duquel des analyses ou des indicateurs nationaux et régionaux des types de zones habitées sont produits est le Recensement de la population de Statistique Canada. Même si elles sont utilisées aux fins de planification ainsi qu'à d'autres fins, les régions géographiques du recensement n'ont pas été élaborées pour fournir des mesures précises des zones habitées ou pour effectuer des analyses de séries chronologiques détaillées portant sur la forme physique des cités, villes et villages du Canada. Autrement dit, ces limites ont souvent été conçues à partir de données administratives. Par conséquent, elles ont tendance à être d'une utilité limitée lorsqu'il s'agit d'examiner des questions comme la modification de la couverture terrestre puisqu'elles ne reflètent pas toujours les régions qui ont été modifiées physiquement aux fins de peuplement ⁶ . Par exemple, ces limites peuvent inclure des terres agricoles ou boisées. Une comparaison des limites de la RMR et de la zone habitée de Regina (d'après la méthodologie exposée dans ce rapport) présentée à la figure 1 illustre cette question ⁷ .

L'élaboration d'un nouvel ensemble de données est particulièrement opportune, étant donné les progrès récents au chapitre des systèmes d'information géographique et de la technologie satellitaire, ainsi que de la création de l'unité de recensement géographique, à savoir l'îlot de diffusion.

Figure 1 : Regina : limites de la région métropolitaine de recensement et de la zone habitée

3   La méthodologie : la composante de recherche

L'élaboration de la méthodologie pour le projet a commencé par une phase de recherche préliminaire et d'analyse. Cette phase comprenait la détermination et l'examen des ensembles de données disponibles, suivis de recherches approfondies sur les zones habitées (aussi nommées « zones de peuplement ») au moyen de l'Inventaire des zones de peuplement par l'observation de la Terre (IZPOT). Cet inventaire a joué un rôle essentiel dans les tâches principales de recherche consistant à déterminer les caractéristiques des zones habitées et leur emplacement (par exemple, zones résidentielles, lieux de travail, aires récréatives, etc.), à analyser la structure et les relations spatiales, ainsi qu'à établir des règles et des seuils basés sur les analyses spatiales et statistiques.

3.1  Ensembles de données disponibles : détermination et évaluation

Plusieurs ensembles de données géographiques ⁸  ont été pris en considération en tant qu'assises éventuelles du projet, y compris : 

1. les limites géographiques de Statistique Canada (îlots de diffusion, côté d'îlot, régions urbaines, localités désignées, secteurs de recensement, subdivisions de recensement et localités);
2. la Base nationale de données topographiques (BNDT);
3. la couverture terrestre du Service national d'information sur les terres et les eaux (SNITE) (2000);
4. le Réseau routier national de Ressources naturelles Canada;
5. le produit MODIS (spectromètre imageur à résolution moyenne) du Centre canadien de télédétection (« zone bâtie »); et
6. divers types de données satellitaires, par exemple, Landsat, Google Earth.

Chacun de ces ensembles de données présentait certaines limites concernant son utilisation aux fins du projet des zones habitées. Par exemple, certaines données étaient produites seulement pour une année donnée ou n'étaient pas mises à jour périodiquement et, par conséquent, ne permettaient pas des analyses de séries chronologiques. D'autres considérations comprenaient des problèmes liés à l'échelle ou à la résolution, au coût du produit, aux représentations ou définitions différentes des zones habitées, à l'inclusion de terres non habitées et à l'absence de données d'attribut ainsi qu'à d'autres problèmes.

Après l'examen de ces sources de données existantes, la géographie de l'îlot de diffusion du recensement de la population a été choisie comme l'unité de cartographie pour le projet des zones habitées. Cet ensemble de données a été choisi en raison de la petite taille des unités géographiques ⁹  et de la variété des données d'attribut disponibles, comme les chiffres des logements, de population et de population active occupée (voir l'encadré : Variables clés du recensement et mesures de la densité). En outre, les données sont mises à jour régulièrement tous les cinq ans, ce qui appuie le besoin d'uniformité dans le temps et l'espace.

3.2  L'îlot de diffusion et les variables de recensement

L'unité de cartographie pour cette méthodologie est l'« îlot ». Appelé plus formellement l'« îlot de diffusion », cette unité est un territoire équivalent à un pâté de maisons dont les côtés sont délimités par des rues formant des intersections. Plus précisément, les îlots peuvent être délimités de tous les côtés par des rues ou des limites des régions géographiques normalisées ¹⁰ . Les îlots couvrent tout le territoire du Canada. Dans les régions à faible densité de population, les îlots sont habituellement plus grands que dans les cités et villes parce que le réseau routier est clairsemé.

L'îlot est la plus petite unité géographique disponible aux fins de la création de régions géographiques du recensement. Par conséquent, il est possible d'agréger les données sur les îlots de diffusion à d'autres régions géographiques du recensement normalisées. Étant donné que la structure des îlots a été créée en 2001, la série chronologique utilisée pour la présente étude est celle à compter de 2001.

Même si l'îlot est une unité de cartographie appropriée pour le présent projet, les problèmes suivants se posent concernant l'unité et certaines données connexes : 

1. Étant donné qu'ils constituent l'unité cartographique de la méthodologie du projet des zones habitées, les îlots ne sont pas fractionnés ni autrement modifiés. Comme les îlots peuvent être à usages mixtes, certains peuvent être classés comme étant « habités » en raison de la forte densité de la population tout en incluant des parties de terres agricoles, de forêts, de terres humides ou d'autres terres « non habitées » ¹¹ .
2. Comme les îlots de diffusion sont délimités à partir du réseau routier, le nombre d'îlots créés est en fonction du degré d'actualité de la base de données sur le réseau routier avant un recensement donné. Un terre-plein d'autoroute, une rampe d'accès ou d'autres polygones irréguliers peuvent former des îlots de diffusion à eux seuls. En outre, certaines modifications ou mises à jour des limites des îlots apportées entre les recensements ne sont pas attribuables à un véritable changement, mais plutôt à des améliorations de la géographie de l'îlot. Dans la méthodologie du projet des zones habitées, un processus de synchronisation sert à réduire l'impact de ces modifications apportées aux îlots. Certains de ces problèmes ont été abordés à la phase de préparation des données de la présente étude (voir la section 4.1).
3. Le questionnaire du Recensement de la population est acheminé à tous les ménages au pays; des renseignements portant sur les caractéristiques des logements et de la population sont obtenus pour tous les ménages. Toutefois, des questions plus détaillées (c'est-à-dire, le questionnaire complet) ont été envoyées à 20 % des ménages canadiens. Ces questions visaient, entre autres, à obtenir des renseignements sur le lieu de travail et l'emploi. Cette approche axée sur l'échantillonnage a des répercussions sur la qualité des données ¹² .
4. Certaines données du recensement sont géocodées (c'est-à-dire, situées physiquement sur une carte) par Statistique Canada. Selon la variable de recensement, le géocodage n'est pas toujours exécuté au niveau de l'îlot ou du côté d'îlot ¹³ . Par exemple, l'emplacement du lieu de travail des personnes qui travaillent à l'extérieur des régions métropolitaines de recensement (RMR) et des agglomérations de recensement (AR) est codé à la subdivision de recensement (SDR) et non à l'îlot.

3.3  L'Inventaire des zones de peuplement par l'observation de la Terre (IZPOT)

L'Inventaire des zones de peuplement par l'observation de la Terre (IZPOT) est un inventaire de données géographiques et de codes résultant d'une superposition et d'une analyse des îlots en comparaison avec des images satellites. La comparaison comprend, par exemple, des estimations de la proportion du territoire de chaque îlot présentant des caractéristiques de zone habitée. Pour produire l'IZPOT par l'observation de la Terre, les images d'environ 260 000 îlots ont été évaluées et codées. Par conséquent, outre les données du recensement portant sur chaque îlot, des renseignements supplémentaires fondés sur l'imagerie satellitaire sont maintenant disponibles pour chaque îlot.

La création de l'IZPOT par Statistique Canada a satisfait un certain nombre de besoins importants pour le présent projet, dont les éléments présentés ci-dessous : 

1. Caractéristiques des îlots habités
   Pour élaborer la nouvelle méthodologie, il a été nécessaire d'obtenir plus de renseignements sur les caractéristiques des îlots habités et de mieux les comprendre. Les renseignements nécessaires portaient, entre autres, sur les densités, la forme physique, l'utilisation des terres, etc. Ils ont aidé, par exemple, à répondre à la question suivante : à quel niveau de densité de population un îlot est-il considéré comme étant habité?
2. Analyse des relations spatiales entraînant l'adoption de règles normalisées aux fins de la méthodologie
   L'IZPOT a fourni des données permettant d'analyser et de comprendre la structure, la distribution et les relations spatiales entre les îlots habités. L'analyse de l'inventaire a permis d'adopter les concepts et d'établir les seuils pour les règles portant sur la population, la population active occupée et les densités d'habitat ainsi que sur les zones tampons. Une « zone tampon » est une zone autour d'un îlot ou d'une grappe d'îlots; par exemple, une grappe d'îlots avec une zone tampon d'un kilomètre comprend une zone d'un kilomètre de large autour de la périphérie de la limite de la grappe d'îlots. (Pour une illustration de l'effet tampon, voir la figure 5.)
   Ces concepts et règles ont été utilisés ensuite pour établir un processus automatisé ou axé sur les règles pour la délimitation des zones habitées du pays.
3. Amélioration des données
   (i) Les données de l'IZPOT ont été utilisées pour améliorer les estimations globales de l'ensemble du territoire de la zone habitée. Malgré les règles bien établies, certains îlots qui auraient dû être inclus ont été préalablement omis en raison des limites des données sur la population active occupée, du géocodage ¹⁴ , de la variabilité géographique ou pour d'autres raisons. L'inventaire a permis d'ajouter des îlots habités qui auraient autrement été oubliés. L'inverse est également vrai : certains îlots non habités qui étaient inclus initialement ont été exclus par l'analyse de l'inventaire.
   (ii) Les données supplémentaires dans l'IZPOT permettent de meilleurs calculs et une plus grande souplesse. Les limites liées aux îlots habités à usage mixte, lorsque les zones habitées ne sont pas la caractéristique principale de l'îlot, peuvent être abordées par l'utilisation de l'inventaire. Par exemple, les estimations portant sur les zones habitées peuvent être corrigées de manière à exclure les îlots comprenant peu d'activités de peuplement.
4. Activités d'évaluation de la qualité et de l'exactitude des données
   L'IZPOT a fourni le moyen de procéder à des évaluations de l'exactitude des données pour le processus normalisé axé sur des règles (voir la section 4). Ce produit peut également être utilisé pour évaluer la qualité des données d'autres produits.

3.3.1  Création d'IZPOT

Les analystes se sont appuyés sur les données satellitaires pour vérifier si un îlot donné était habité ou non et pour déterminer la proportion de l'îlot qui était habitée. Ce faisant, ils ont attribué aux îlots évalués des codes particuliers fondés sur une évaluation visuelle des données à l'aide d'images satellites.

Les données satellitaires comprenaient soit des données satellitaires à haute résolution (QuickBird), soit des données à résolution moyenne (Landsat), provenant généralement de Google Earth Pro ¹⁵ . Environ 90 % des images utilisées étaient à haute résolution, tandis que les 10 % restants se composaient de données à résolution moyenne. Toutes les subdivisions de recensement (SDR) comptant 1 000 habitants ou plus ont été analysées, représentant au total quelque 260 000 îlots.

Durant le processus de codage, les codes suivants ont été attribués aux îlots : 

1. Code 1 — habité à plus de 50 % ¹⁶ 
2. Code 2 — habité entre 25 % et 50 %
3. Code 3 — habité entre 10 % et 25 %
4. Code 4 — habité à moins de 10 %
5. Code 0 — non habité

D'autres renseignements ont également été recueillis, y compris l'année de l'image satellite, le type d'image (haute résolution ou résolution moyenne) et des notes générales incluant des observations sur les catégories dominantes d'utilisation des terres.

La figure 2 montre un îlot échantillon de l'IZPOT dans Google Earth Pro ainsi que les données correspondantes portant sur un seul îlot.

Étant donné que l'inventaire contient des images satellites de 2005 à 2008 environ, il est accompagné des données du Recensement de 2006. Pour tirer davantage parti de l'inventaire, des règles ont été établies de manière à inclure des renseignements de l'inventaire de 2006 dans l'ensemble de données sur les zones habitées de 2001. Les règles étaient basées principalement sur les données du recensement et les données sur la couverture terrestre.

Figure 2 : Illustration de l'information transmise par l'Inventaire des zones de peuplement par l'observation de la Terre (IZPOT)

3.4  Résultats de l'analyse d'IZPOT : structure et relations spatiales

Une analyse de l'IZPOT révèle une grande variété de types de zones habitées (ou zones de peuplement) au Canada. Certaines zones habitées sont isolées et éloignées, tandis que d'autres sont situées dans des régions à plus forte concentration de zones habitées, comme dans le Sud de l'Ontario. Les zones habitées elles-mêmes varient pour ce qui est de la taille et de l'étendue, allant de petits groupes de maisons à de grandes régions métropolitaines qui comptent des millions d'habitants.

On observe également une forte variation à l'intérieur des zones habitées, certains secteurs étant densément peuplés et d'autres l'étant peu. Dans une zone habitée donnée, des secteurs dont les chiffres sur l'emploi sont élevés peuvent avoisiner des secteurs où il n'y a aucune activité sur le marché du travail.

L'utilisation de l'IZPOT et de la technologie du Système d'information géographique (SIG) a permis de procéder à une analyse spatiale de ces schèmes et relations complexes. Étant donné cette complexité, il était évident qu'une seule variable ou règle simple ne serait pas suffisante pour permettre de classer une zone habitée avec un degré élevé de certitude.

On a utilisé les SDR comme base de sondage aux fins de l'analyse spatiale. Les SDR ont été divisées en sept catégories selon leur population ¹⁷ . On s'est basé sur cette analyse de la nature spatiale des zones habitées pour établir les seuils et les règles aux fins de la méthodologie du présent projet. Initialement, on a élaboré et mis à l'essai les règles. La mise à l'essai a souvent entraîné la modification des règles ou l'ajout de nouvelles règles. L'ensemble final de règles est présenté à la section 4 « La méthodologie : traitement des données ».

3.4.1  Noyaux et zones avoisinantes

Dans l'ensemble, les zones habitées varient considérablement quant à leur forme et à leur taille en raison de plusieurs facteurs, notamment l'emplacement géographique, l'évolution historique et les assises socioéconomiques. Cependant, on observe des profils semblables en ce qui concerne leur utilisation de l'espace.

Les zones habitées comprennent des zones ou des secteurs différents et distincts. Des relations existent entre ces zones. La plupart des zones habitées ont des secteurs de concentration ou des « noyaux » ¹⁸  où l'utilisation des terres semble être plus intensive ¹⁹ . Les noyaux peuvent être situés partout dans une zone habitée donnée et non seulement dans le quartier appelé couramment « centre-ville ». Ces noyaux ont, en général, des zones avoisinantes où l'utilisation des terres est moins intensive, mais ces zones, qui peuvent aussi entourer les noyaux, sont tout de même habitées ou partiellement habitées. Habituellement, il y a une relation de dépendance entre les noyaux à utilisation plus intensive et les zones avoisinantes à utilisation moins intensive.

L'analyse fondée sur l'IZPOT a révélé qu'environ 80 % des îlots codés 1, 2 et 3 avaient une densité de population ou de l'emploi d'au moins 400 personnes au kilomètre carré. De même, on a constaté que plus de 85 % des îlots ayant une densité de 400 habitants ou employés au kilomètre carré étaient habités à plus de 50 % (code 1). En outre, les noyaux avaient habituellement un réseau routier plus concentré en raison du degré élevé d'activité de peuplement. Par conséquent, les îlots des noyaux étaient habituellement de taille plus petite comparativement à ceux dans les zones à utilisation moins intensive. Ces statistiques ont été utiles pour formuler les règles applicables aux noyaux fondées sur la densité et la taille des îlots comme il est précisé à la section 4 « La méthodologie : traitement des données ».

Les îlots moins habités étaient adjacents à des îlots noyaux. L'activité de peuplement intensive semblait promouvoir d'autres activités de peuplement aux limites des îlots, mais à des niveaux moins intensifs. Par exemple, plus de 80 % des îlots moins habités étaient entièrement situés dans un rayon de 500 mètres d'un noyau. Ces îlots étaient considérés comme des « zones avoisinantes de premier ordre » (Figure 3). L'un des attributs clés de ces îlots avoisinants de premier ordre est leur taille relativement petite et la fréquence élevée de certaines utilisations de leurs terres à des fins particulières, comme les parcs, les terrains de golf, les stationnements et les secteurs de croissance. Cette analyse a été utile pour formuler les règles liées aux zones tampons et à la taille des îlots pour les zones avoisinantes de premier ordre (voir la section 4 « La méthodologie : traitement des données »).

Figure 3 : Zones distinctes à l'intérieur des zones habitées

L'analyse a révélé une autre zone distincte au-delà des zones avoisinantes de premier ordre. Ces « zones avoisinantes de deuxième ordre » (figure 3), composées habituellement d'îlots de taille plus grande que les zones avoisinantes de premier ordre, étaient souvent caractérisées par une activité de peuplement moins intensive. Dans le cas d'environ 94 % ²⁰  de ces îlots habités à plus faible densité, le centre de gravité (aussi nommé centroïde ²¹ ) était situé dans un rayon de 1 000 mètres d'un îlot noyau. Cette statistique, ainsi que les activités de mise à l'essai mentionnées ci-dessus, ont abouti à l'élaboration de règles portant sur les zones tampons ainsi que sur les densités et les tailles d'îlot pour les zones avoisinantes de deuxième ordre (voir la section 4 « La méthodologie : traitement des données »).

4   La méthodologie : traitement des données

La méthodologie comprend quatre étapes clés (figure 4) : 

1. la préparation des données;
2. le processus de sélection axé sur les règles utilisées pour déterminer les noyaux et les zones avoisinantes de premier et de deuxième ordre;
3. les activités d'évaluation de la qualité et de l'exactitude des données; et
4. les activités d'amélioration des données.

Les concepts clés utilisés dans cette méthodologie comprennent l'utilisation de mesures de la densité fondées sur le recensement (voir l'encadré : Variables clés du recensement et mesures de la densité), de zones tampons ²⁹  (voir la figure 5) et de limites sur la taille de l'îlot (voir l'encadré : Seuils et règles).

Figure 4 : Étapes clés de la méthodologie

4.1  Préparation des données

Plusieurs activités différentes ont été menées dans le cadre de la préparation des données. Les activités de préparation des données géospatiales comprenaient la modification de la projection cartographique ³⁰ , l'intégration d'une nouvelle couche hydrologique ³¹ , la création d'une base de données géographiques centrale et d'autres activités ³² . La mise à jour de ces recherches entraînerait la mise à jour et l'analyse de l'IZPOT à l'étape de la préparation des données.

La base de données géographiques comprend de nombreux tableaux d'attributs ainsi que des caractéristiques spatiales (par exemple, les régions géographiques du recensement) et des données de trame (par exemple, des couches thématiques et des mosaïques tirées des données satellitaires). Les tableaux d'attributs comprennent des renseignements tels que les codes d'identification d'îlots, les chiffres du recensement (population, logements et emploi), les calculs de superficie, les densités linéaires et de surface des variables du recensement, les codes de correspondance, les codes de données, l'information de l'IZPOT ainsi que les statistiques géospatiales fondées sur l'analyse au niveau de l'îlot de divers produits portant sur la couverture terrestre nationale. Cette base de données géographiques constitue l'assise clé du présent projet puisqu'elle relie les données du recensement à d'autres ensembles de données spatiales géographiques.

La préparation des données comprenait également un processus de synchronisation. Étant donné certains changements apportés aux îlots entre 2001 et 2006, un processus de synchronisation était nécessaire pour assurer l'intégrité des données ainsi que l'uniformité dans le temps et l'espace. Essentiellement, les données sur la population, les logements et l'emploi des îlots de 2006 ont été transférées aux îlots de 2001 si certains critères étaient remplis ³³ .

4.2  Le processus de sélection axé sur les règles

Le plus grand nombre d'îlots ont été classés selon un processus de sélection automatisé et normalisé qui était axé sur les règles. Dans l'ensemble, 98 % des îlots classés comme étant habités ont été classés durant le processus de sélection axé sur les règles.

Dans le cadre de ce processus, des règles ont été appliquées automatiquement à tous les îlots du Canada à l'aide d'ArcGIS. Les éléments clés du processus axé sur les règles comprenaient la sélection de noyaux, la création de zones tampons concernant la distance autour des noyaux et l'application de seuils ou de règles portant sur les densités de population, de logements et d'emploi des îlots pour chacune des deux zones tampons. Ces règles ont été établies à la suite d'une analyse de l'IZPOT. Pour de plus amples détails sur la section des seuils et des règles, voir l'encadré : Seuils et règles.

Un processus automatisé est souhaitable principalement pour deux raisons. Premièrement, il est plus rentable qu'un processus qui exige beaucoup d'interventions manuelles. Deuxièmement, un processus automatisé aide à garantir l'uniformité au fil du temps et à l'échelle du pays. Cette uniformité est un important gage de comparabilité, particulièrement aux fins d'analyse.

4.2.1  Sélection des noyaux

La première étape du processus axé sur les règles consistait à sélectionner les îlots dont la densité de population ou d'emploi était d'au moins 400 personnes au kilomètre carré et dont la taille ne dépassait pas certaines limites; autrement dit, dans le cas des îlots de population, seuls ceux ayant une superficie maximale de 0,3 km² ont été sélectionnés, tandis que les îlots d'emploi devaient avoir une superficie maximale de 0,7 km². Près de 80 % du nombre total des îlots ont été classés comme étant des zones habitées selon la première règle.

Figure 5 : Illustration de l'effet tampon

4.2.2  Sélection des zones avoisinantes de premier ordre

Une fois les « îlots noyaux » (figure 5) sélectionnés, une zone tampon de 500 mètres ³⁴  a été créée autour de ces îlots (figure 5). L'utilisation de zones tampons reflète la relation spatiale (proximité, adjacence, etc.) entre les différentes caractéristiques spatiales des îlots habités. L'efficacité (c'est-à-dire, l'exactitude) de la zone tampon a été évaluée et des changements ont été apportés à la largeur de la zone tampon afin de réduire la fréquence de classification de blocs non habités comme étant habités ³⁵ .

Seuls les blocs de moins de 0,5 km² dont la superficie entrait complètement dans la zone tampon ont été classés également comme étant habités (figure 5). Cette méthode a garanti que seuls les petits lots étaient inclus (pour de plus amples renseignements, voir l'encadré : Seuils et règles).

4.2.3  Sélection des zones avoisinantes de deuxième ordre

La sélection des zones avoisinantes de deuxième ordre était plus complexe et a nécessité l'application d'un éventail de règles ou de seuils basés sur la structure de la zone habitée, la distribution des densités et la taille d'îlot. Ces seuils ont garanti que seuls les îlots les plus appropriés ont été classés comme étant habités. Par exemple, les règles ont garanti que les grands îlots comprenant une activité de peuplement limitée n'étaient pas inclus.

Une zone tampon de 1 000 mètres a été créée autour de tous les îlots noyaux (figure 5). Tous les îlots à l'intérieur de la zone tampon de 1 000 mètres satisfaisant aux critères suivants ont été sélectionnés comme étant des îlots habités : 

1. Le centroïde ³⁶  de l'îlot doit être situé à l'intérieur de la zone tampon de 1 000 mètres (il n'est pas nécessaire que la superficie entière de l'îlot soit à l'intérieur de la zone tampon). Si le centroïde est situé à l'extérieur de la zone tampon, l'îlot n'est alors pas classé comme étant habité.
2. Tous les îlots dont le centroïde est situé à l'intérieur de la zone tampon de 1 000 mètres ont été examinés par rapport aux critères ci-dessous; ceux qui satisfaisaient aux critères ont été classés comme étant habités : 
   • une densité de population minimale de 150 personnes/km² et une densité d'habitat minimale de 50 logements/km² et une superficie maximale de 0,9 km² ou
   • une densité d'habitat minimale de 55 logements/km² et une superficie maximale de 0,9 km²
   • une densité de population active occupée de 100 employés/km² et une superficie maximale de 2,9 km².

4.3  Activités d'évaluation de la qualité et de l'exactitude

Diverses activités de vérification ont été menées pour garantir la qualité et l'exactitude. Ces activités se sont limitées principalement à des vérifications de l'exactitude thématique, c'est-à-dire à déterminer si les zones habitées l'étaient effectivement.

Les limites des zones habitées ont été converties en un format pouvant être visualisé dans Google Earth Pro. Les spécialistes du Système d'information géographique (SIG) ont ensuite comparé toutes les limites des zones habitées et l'imagerie satellitaire. Tous les secteurs qui semblaient habités et qui n'étaient pas inclus par le processus de sélection axé sur les règles ont été signalés au moyen d'indicateurs et ont aussi fait l'objet d'un suivi. De même, les zones classées comme étant habitées mais qui ne semblaient pas l'être ont également été signalées au moyen d'indicateurs aux fins de suivi. Plus de 250 zones ont fait l'objet d'un examen de suivi qui a révélé que toutes étaient conformes aux règles créées dans cette méthodologie, de sorte qu'aucun changement n'a été apporté.

On a procédé à une évaluation de l'exactitude des données ³⁷  en comparant les résultats de la sélection axée sur les règles et l'IZPOT pour 2006. Si l'îlot a été classé comme étant habité en application des règles et que les résultats de l'inventaire montraient également que l'îlot était habité, on a conclu à l'exactitude des données.

On a évalué trois types d'exactitude : 

1. l'exactitude globale;
2. l'exactitude de production (ou erreur d'omission); et
3. l'exactitude d'utilisation (ou erreur de commission).

En ce qui concerne l'exactitude globale, le taux de réussite a été de 97 % ³⁸ . Lorsque les résultats du processus de sélection axé sur les règles ont été combinés aux ajouts apportés à partir de l'IZPOT, le taux de réussite était d'environ 99 %.

L'exactitude de production, ou erreur d'omission , a trait à la proportion d'îlots habités figurant dans l'IZPOT qui auraient dû être saisis par le processus de sélection axé sur les règles mais qui ne l'ont pas été. Le nombre d'îlots omis était de 7 443, donnant un taux d'erreur d'omission de 2,8 % ³⁹ .

L'exactitude d'utilisation, également appelée erreur de commission, a trait à la proportion d'îlots non habités qui ont été saisis par la méthodologie mais qui, selon l'IZPOT, n'étaient pas habités. Le processus de sélection axé sur les règles a saisi 2 141 îlots non habités, ce qui donne un taux d'erreur de commission de 0,8 % ou un taux d'exactitude d'utilisation de 99,2 % ⁴⁰ .

4.4  Activités d'amélioration des données

Les données sur les zones habitées ont été améliorées principalement par l'inclusion des données de l'IZPOT et par les processus d'épuration et de fusionnement.

4.4.1  Inclusion de l'Inventaire des zones de peuplement par l'observation de la Terre (IZPOT)

La souplesse de l'IZPOT permet aux utilisateurs d'inclure ou d'exclure des îlots habités particuliers. Certaines données de cet inventaire ont été incluses afin de remédier à diverses limites et d'améliorer la qualité des données.

4.4.2  Processus d'épuration et de fusionnement

La dernière étape de la méthodologie consistait à épurer les données sur les zones habitées sélectionnées dans le cadre du processus axé sur les règles en utilisant l'IZPOT et en fusionnant les îlots habités en groupes plus grands.

Ce processus d'épuration visait à exclure les zones qui avaient été classées par erreur durant le processus axé sur les règles, en utilisant l'information de l'IZPOT. Par exemple, si un îlot était codé comme forêt ou terre agricole dans l'inventaire, mais était classé comme zone habitée par le processus axé sur les règles, il était supprimé de la base de données.

Le processus de fusionnement consistait à dissoudre les polygones, autrement dit, à fusionner des îlots habités pour créer des zones habitées.

5   Résultats de recherche initiaux et orientations futures

5.1  Résultats de recherche initiaux

Environ 20 000 kilomètres carrés des terres du Canada étaient considérés comme habités en 2006 ⁴¹ . La carte 1 montre l'emplacement de toutes les zones habitées (aussi nommées « zones de peuplement ») repérées dans le cadre du présent projet. Les cartes 2 à 4 fournissent plus de détails sur les zones habitées dans certaines régions du pays. Des concentrations de zones habitées s'observent dans certaines régions, particulièrement dans la région centrale du Canada.

5.2  Orientations futures

En ayant recours à la méthodologie et aux sources de données décrites dans la présente étude, il est prévu d'élaborer une série d'indicateurs qui apporteront des éclaircissements sur les enjeux liés aux zones habitées au Canada. Plusieurs thèmes clés ont été proposés pour des recherches futures. Les indicateurs initiaux pourraient inclure les thèmes suivants : 

1. les terres transformées en zones de peuplement;
2. la densité des régions habitées;
3. la densité/dispersion; et
4. la diversité des zones habitées.

Les indicateurs seront fondés sur deux grandes catégories : les zones habitées comptant une population supérieure à 500 et les grandes zones habitées du Canada.