QGIS, une solution alternative
pour la lecture des inscriptions

Introduction

Actuellement, les Systèmes d’Informations Géographiques (SIG) sont communément utilisés pour leur pertinence dans l’étude topographique et cartographique, y compris dans le cadre de l’épigraphie. Notre propos n’est pas de revenir sur leur intérêt, clairement démontré depuis longtemps, pour la géolocalisation des corpus¹, mais de proposer un usage inhabituel de ce type de logiciels pour l’étude directe des inscriptions. Les solutions SIG sont multiples, et nous nous concentrerons ici sur le logiciel libre QGIS, afin de nous inscrire pleinement dans le cadre de la science ouverte et des principes FAIR actuellement en vigueur.

Dans un travail d’analyse morphologique de modélisations virtuelles, il est possible d’utiliser les nuages de points 3D et les maillages 3D, mais aussi les Modèles Numériques de Surfaces (MNS), c’est-à-dire des rasters² contenant des informations de profondeur. À ce titre, le MNS s’apparente à une modélisation 2.5D (un format à deux dimensions, la hauteur étant enregistrée comme valeur de chaque pixel), et non pas à une modélisation 3D stricto sensu (fig. 1). Pour autant, dans le cas où aucun point ne se trouve par-dessus un autre (ce chevauchement altimétrique demandant forcément d’enregistrer soit le point le plus haut, soit le plus bas, soit la moyenne des deux), les MNS peuvent enregistrer un échantillon régulier de la surface d’un sujet, et permettent ainsi de travailler sur des sujets assez plats (car il n’y a aucun chevauchement altimétrique de points). Ils servent ainsi de supports pour des analyses morphologiques de territoire depuis des décennies, grâce aux captations aériennes et satellitaires. Mais, loin de cantonner ce type de modèle aux reliefs de paysages, il est possible de réaliser le MNS de n’importe quelle surface majoritairement plane, comme un mur encore en élévation, ou même des blocs portant une inscription³.

Détourner QGIS

Il est entendu que les SIG et autres systèmes dérivés spécifiques aux Sciences Humaines et Sociales, comme les composantes cartographiques des Système d’Informations Archéologiques⁴ ou Système d’Informations Référencées en 3D⁵, ont pour vocation principale de gérer des informations spatialisées et de les analyser. Deux grands types de données peuvent ainsi être intégrés à un SIG : d’une part, des données vectorielles, c’est-à-dire dans laquelle la composante spatiale est enregistrée dans des représentations mathématiques (points, lignes, courbes, polygones, etc.) ; d’autre part, des rasters, où l’information est enregistrée dans une “image” qui a une position, une rotation et une échelle connues. Le SIG permet aussi une gestion de ces données au travers d’outils de base de données dédiés (PostGIS par exemple), et un nombre très conséquent d’outils d’analyse spatiale et statistique. Ceux-ci sont habituellement utilisés pour des espaces larges, mais ils sont tout aussi pertinents à petite échelle. Les informations doivent nécessairement être importées dans un SIG avec un système de coordonnées : certains de ces systèmes sont généraux (WGS84), alors que d’autres sont spécialisés sur un territoire (comme le système de coordonnées Lambert pour la France)⁶.

Notre méthode se cantonne actuellement aux analyses que QGIS fournit pour étudier les rasters (nous laissons de côté les bases de données, les outils statistiques, etc.). Nous détournons donc l’usage du logiciel pour analyser des données spatialisées à l’intérieur d’une inscription. Notre MNS n’a pas de réalité géographique, car il s’agit de la surface d’un objet. Nous avons donc créé, un système de projection “local”, c’est-à-dire qu’il n’est pas déformé par une quelconque caractéristique géodésique terrestre, et nous avons adapté l’échelle en fonction de nos analyses⁷.

Analyses morphologiques sur QGIS

Une fois le MNS paramétré et importé dans QGIS, il est possible de faire des analyses sans déformation et à une échelle micromorphologique. Notre but est ici de lister les possibilités offertes par le logiciel afin d’apprécier les avantages de l’outil. Il est possible :

• de jouer sur la symbologie du MNS pour changer les couleurs, avec des gradients et des rendus de type hillshade, à la manière de CloudCompare⁸. Il est donc possible de convertir de manière efficace les informations de profondeur en gradients de couleurs ;
• de réaliser des analyses sur ce MNS et de générer des rasters dérivés, notamment en fonction de l’orientation, qui permet de connaître la direction du relief, mais aussi la pente, la rugosité, etc. ;
• de faire des opérations spéciales sur le MNS avec des couches de vecteurs, pour le découper par exemple, créer des courbes de niveau, ou détourer des sous-espaces du MNS, analysables indépendamment et comparables à d’autres zones ;
• d’utiliser la calculatrice de rasters pour créer des analyses personnalisées à partir des rasters déjà générés, mais aussi d’opérations booléennes⁹, d’opérateurs arithmétiques et de fonctions trigonométriques, pour accentuer des résultats d’analyse par exemple, les convertir entre différentes unités, ou même cumuler les résultats entre eux.

Certaines extensions gratuites du logiciel (directement téléchargeables depuis le menu d’extension) permettent également de réaliser des analyses et des traitements plus complexes, comme des échantillonnages ou des filtrages particuliers.

Prenons quelques exemples. Dans QGIS, des rasters de pente et d’orientation peuvent être directement générés à partir d’un MNS. Grâce à la calculatrice de rasters et la formule adéquate¹⁰, il est possible de créer une carte des orientations du relief, équivalente au rendu des vecteurs normaux (appelé carte des normales ou normal map¹¹) généré habituellement en 3D (fig. 2a). Il est aussi possible de créer rapidement des ombres rasantes, si utiles à l’épigraphie, en utilisant la technique du hillshading (fig. 2b). Ensuite, certaines analyses micro-morphologiques, similaires au Morphological Residual Model¹², sont réalisables grâce aux différences entre MNS précis et adoucis par des filtres gaussiens présents dans le logiciel. Il est enfin possible de calculer divers rendus, comme des gradients répétitifs, un peu à la manière du plane shading¹³ (fig. 2c).

Ensemble, ces éléments font de QGIS un logiciel capable de générer une série d’analyses morphologiques intéressantes pour les études épigraphiques. Le logiciel est également capable de fournir des rendus rigoureux avec un certain nombre d’éléments automatiques (des échelles, des légendes, des grilles).

Nous utiliserons, pour illustrer notre méthode, deux exemples tirés du corpus du Recueil Informatisé des Inscriptions Gauloises (RIIG) dont l’acquisition photogrammétrique a été réalisée dans le cadre du projet ANR 19-CE27-0003¹⁴.

CRE-01-01

Trouvée au milieu du XIX^e siècle lors des travaux du chemin de Limoges à Montluçon, dans le tronçon Saint-Sulpice-Laurière/Guéret, sur le territoire communal d’Arrènes, cette inscription en langue gauloise, mais avec un formulaire votif latin, est actuellement conservée dans les réserves du musée d’art et d’archéologie de Guéret. Inventoriée L-7 dans le Recueil des inscriptions gauloises (RIG II-1) publié par Michel Lejeune en 1988, elle correspond à l’inscription CRE-01-01 du projet RIIG.

Acquisition et modélisation

La pierre inscrite CRE-01-01 est conservée dans un espace non éclairé, étroit et difficile d’accès (fig. 3). H. Blanchet a pu la photographier en novembre 2021 directement sur place. Il a utilisé un Nikon D5600 avec flash afin de récupérer une luminosité correcte dans l’obscurité et pour aplatir les couleurs de ce granit à gros grains¹⁵. La pierre étant posée sur le sol, à proximité d’autres blocs et avec un angle collé au mur, il a été extrêmement compliqué d’en faire une acquisition rigoureuse¹⁶. Au final, la collection de 180 photographies réalisées a permis de modéliser la pierre sur plusieurs échelles : des prises de vues éloignées pour sa morphologie générale, et une acquisition linéaire proche pour la face inscrite.

Si, dans le cadre du RIIG, l’ensemble de la pierre a été généré, nous nous sommes concentrés, ici, sur la modélisation de la face inscrite grâce aux 69 images les plus pertinentes. Pour réaliser le MNS, nous avons utilisé Agisoft Metashape, mais nous aurions pu tout aussi bien le réaliser avec des solutions libres¹⁷.

Le MNS exporté de Metashape¹⁸ (réalisé depuis le nuage dense en qualité maximale) a ainsi pu être utilisé directement dans QGIS (le même travail a été fait pour l’orthomosaïque générée dans le même temps) pour réaliser diverses analyses morphologiques, calcul de pente, calcul des courbes de niveaux, MRM et planeshading.

Lecture (fig. 4)

L’inscription de Sazeirat est une pierre qui présente un double texte votif. Une première phrase est écrite en langue gauloise, avec le verbe de dédicace bien identifié ieuru (prétérit à la 3^e personne du singulier) suivi d’une formule latine très usuelle et communément abrégée : V.S.L.M. (uotum soluit libens merito : “Il s’est acquitté de son vœu volontiers et comme il faut”). L’objet de cette dédicace est duorico(n), un terme qui désigne probablement un portique dans la langue gauloise. La mixité de cette inscription est redoublée dans le nom du dédicant (ou des dédicants) qui porte un cognomen latin (Sacer), malgré l’origine probablement très locale de l’individu.

L’enjeu de la modélisation de la pierre était double : d’une part sa conservation numérique évidente, mais aussi et surtout sa visualisation améliorée afin de mieux comprendre et le bloc et l’inscription qu’il porte. Le granit à gros grain n’est pas propice à une gravure fine et une des questions était de vérifier que la formule latine était bien de la même main que la phrase gauloise, ce qui semble pouvoir être affirmé sans difficulté à présent.

ALL-01-01

La pierre de Néris-les-Bains est une inscription gallo-latine (ALL-01-01 = RIG II.1, L-6) découverte en 1836 et conservée au musée de Cluny où elle a été exposée pendant de nombreuses années dans la salle du frigidarium des thermes. Il s’agit d’une plaque de grès pratiquement carrée qui est datée du I^er s. p.C.

Acquisition et modélisation

La pierre inscrite, actuellement conservée dans les réserves du musée de Cluny, a été numérisée par Coline Ruiz Darasse en mai 2023. Elle a été relevée avec un éclairage latéral, avec le même appareil que pour CRE-01-01. Le paramétrage de l’appareil a été fait différemment, avec une ouverture plus grande (parallèle à une distance de prise de vue éloignée pour éviter les flous focaux) et un ISO plus important pour garantir une vitesse d’obturation assez rapide pour éviter les flous de mouvements. Sur les 400 images acquises sous différentes illuminations, 83 ont été sélectionnées pour réaliser finement la face inscrite, et ont permis de générer un MNS précis dans Metashape¹⁹.

Lecture (fig. 5)

L’inscription de Néris-les-Bains est gravée sur un support en grès brunâtre, dont Michel Lejeune signale qu’il est “très impropre à la gravure”. Les différents clichés dont nous disposions et qui dataient de la fin des années 1970 début des années 1980, montraient déjà l’embarras des photographes pour disposer d’un éclairage permettant de lire correctement l’inscription. En 2023, la pierre était dans un très bon état sanitaire, mais la surface s’était encore érodée et a rendu l’interprétation de la modélisation plus difficile. Le recours au dessin initial préparé par Michel Lejeune pour la publication du RIG II.1 en 1988 a été, pour certaines lettres, indispensable. Le niveau de lecture actuel, grâce à cette modélisation, est identique à celui de 1988, malgré la dégradation de la pierre. En revanche, l’utilisation des différents traitements proposés a révélé l’existence d’empattements assez élégants dans la gravure des lettres (notamment les N), invisibles à l’observation directe et non retranscrits dans le dessin du RIG II.1. Cette nouveauté permet de remettre en question la datation de l’inscription : l’influence latine plus marquée dans le traitement de la gravure pourrait venir s’accorder avec différents traits linguistiques propres au gaulois tardif.

Conclusions

Cette première expérience avec le logiciel QGIS permet de montrer la palette de possibilités offertes par un usage pour le déchiffrement et la communication des données morphologiques du corpus épigraphique. Logiciel libre déjà extrêmement utilisé par les SHS, la personnalisation de l’espace de travail permet de le détourner à moindres frais, pour y réaliser des analyses similaires à celles que l’on effectue généralement sur les nuages de points denses, mais sur un autre type de modèle : le Modèle Numérique de Surface. Le niveau d’analyse nous semble remarquable, et la possibilité de réaliser des extensions dédiées permettraient, à terme, de systématiser ce type d’étude sans trop de manipulations. Enfin, le logiciel – spécialisé dans la création de cartes géographiques – possède un nombre conséquent d’outils pour affiner la publication même des analyses. Ces différents outils contribuent de manière notoire à l’amélioration de la lecture de certaines inscriptions, dont certaines sont d’interprétation très difficile à cause de la nature du support employé.

ANNEXES

Annexe 1

Système de projection personnalisé au format WKT :

LOCAL_CS[“Local Coordinates (mm)”, LOCAL_DATUM[“Local Datum”], UNIT[“millimetre”, 0.001], AUTHORITY[“EPSG”, “1025”]]], CS[Cartesian, 2], AXIS[“x”, east, ORDER[1], LENGTHUNIT[“millimetre”, 0.001, ID[“EPSG”, 1025]]], AXIS[“y”, north, ORDER[2], LENGTHUNIT[“millimetre”, 0.001, ID[“EPSG”, 1025]]]].

Annexe 2

Le vecteur normal [X, Y, Z] est défini dans QGIS par le calcul de deux rasters depuis un MNS, “pente” et “exposition” (en radians, sinon en “degré * (pi /180)”) :

Bande R = sin(90 – “exposition”) * sin(“pente”),
Bande G = cos(90 – “exposition”) * sin(“pente”),
Bande B = cos(“pente”)

Annexe 3

Inscription	Acquisition				Images	Traitement
	Ouverture	Iso	Vitesse d’obturation	Format	Nombre	Format	Erreur RMS de modélisation	Précision d’échelle	Résolution MNS
CRE-01-01	f/11	100	1/200	JPG	69	JPG	0.094 (0.54 px)	0.07 mm	0.05 mm/px
ALL-01-01	f/4	400	1/125	NEF	83	JPG	0.132 (0.70 px)	0.02 mm	0.14 mm/px

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Bibliographie sélective

• Comte, F. (2018) : “L’utilisation des nouvelles technologies dans l’étude des inscriptions anciennes”, Travaux d’archéologie Limousine, 38, 91-102.
• Pires, H., Fonte, J., Gonçalves-Seco, L., Correia Santos, M. J. et Sousa, O. (2014) : “Morphological Residual Model – A tool for enhancing epigraphic readings of highly erosioned surfaces. Information Technologies for Epigraphy and Cultural Heritage”, in : Orlandi, S., Santucci, R., Casarosa, V., Liuzzo, P. M. éd. : Information Technologies for Epigraphy and Cultural Heritage, Proceedings of the First EAGLE International Conference, Rome, 133-144.
• Ruiz Darasse, C., Blanchet, H., Mullen, A., Chevalier, N. et Prévôt, N. : “RIIG ALL-01-01”, in : Ruiz Darasse, C. éd. : Recueil informatisé des inscriptions gauloises, https://riig.huma-num.fr/. DOI : https://doi.org/10.21412/petrae_riig_ALL-01-01 (consulté le 10/11/2023).
• Ruiz Darasse, C., Blanchet, H., Estarán, M.-J., Mullen, A., Chevalier, N. et Prévôt, N. : “RIIG CRE-01-01”, Ruiz Darasse, C. éd. : Recueil informatisé des inscriptions gauloises, https://riig.huma-num.fr/. DOI : https://doi.org/10.21412/petrae_riig_CRE-01-01 (consulté le 10/11/2023).

Corpus

• RIG : Lejeune, M. (1988) : Recueil des inscriptions gauloises. II, fasc. 1, Textes gallo-étrusques, textes gallo-latins sur pierre, Gallia Suppl. 45, Paris.
• RIIG : Recueil informatisé des inscriptions gauloises. Édition, contexte archéologique, analyse linguistique, étude sociolinguistique [En ligne] https://riig.huma-num.fr/.

Notes

1. À ce titre-là, voir le travail réalisé sur le corpus d’inscriptions du site archéologique d’Ensérune par C. Ruiz Darasse, bientôt disponible sous la forme d’un webGis : https://msha.maps.arcgis.com/apps/webappviewer/index.html?id=782012ed0b9a435f809b5a5f384b3d24.
2. Les rasters sont considérés comme des images, mais le terme définit exactement un fichier matriciel dont les colonnes et les lignes forment une grille où chaque case (un pixel) contient un nombre variable de champs de valeurs. Si la plupart des images peuvent donc être considérées comme des rasters (où chaque pixel contient une information de couleur RGBA), les rasters peuvent contenir bien d’autres informations, par exemple la profondeur (dans le plan de projection du raster). De plus, les rasters possèdent une échelle et une position spatiale, qui leur permet d’être utilisés dans n’importe quel logiciel dédié sans avoir besoin de modifier la taille ou la position des objets.
3. Nous utilisons ici le terme de MNS, mais d’autres noms sont utilisés pour ces rasters : MNT, MNE, Heightmap, etc. Loin d’être synonymes, ces noms recouvrent des réalités issues du monde de la géographie, de la cartographie et de la modélisation. Une certaine plasticité permet, à notre sens, de les utiliser indifféremment dans notre contexte, mais, parmi eux, la notion de MNS nous semble la plus juste.
4. Le projet est consultable ici : https://abp.hypotheses.org/le-programme-bassin-parisien/les-projets/les-projets-associes-au-programme/fsn.
5. Le projet est consultable ici : https://archeovision.cnrs.fr/recherche_sir3d/.
6. Cette différence est importante, car si les systèmes généraux ont tendance à nuancer les caractéristiques géodésiques locales, les systèmes locaux les incluent, mais déforment ce qui se trouve en dehors du territoire pour lequel ce système est réalisé.
7. En cela, nous nous rapprochons de la projection d’ingénierie, et nous avons choisi le millimètre comme unité de référence (voir Annexe 1).
8. Comte 2018 ; Pires et al. 2014.
9. Il s’agit des opérations AND, OR, XOR, etc… permettant de faire interagir deux opérandes dont les valeurs en entrée, permettent de moduler le résultat de sortie.
10. Voir Annexe 2.
11. Voir Comte & González Bordas dans ce volume, 16, n. 25.
12. Voir Comte & González Bordas dans ce volume, 16-19.
13. Comme réalisé pour l’étude des inscriptions sur le site de Stonehenge, en 2013. Cette technique de visualisation permet de réaliser des gradients blanc-noir répétés et rapprochés pour faire sortir les microdétails morphologiques (https://www.researchgate.net/publication/274052702_Revealing_the_secrets_
    of_stonehenge_through_the_application_of_laser_scanning_photogrammetry_and_visualisation_techniques).
14. Recueil informatisé des inscriptions gauloises (ANR 19-CE27-0003) : https://riig.huma-num.fr/.
15. Sous peine que le logiciel ne puisse reconnaître assez de points analogues, entre les différences de couleurs et d’ombrage sur cette pierre rugueuse et mouchetée.
16. Le paramétrage manuel était loin des extrêmes pour éviter les distorsions (voir Annexe 3). La balance des blancs a été reprise dans Rawtherapee, mais la luminosité n’a pas pu être linéarisée en raison d’un enregistrement initial au format JPEG et non NEF.
17. Nous pensons ici à un processus croisé entre MicMac (pour la réalisation d’un nuage dense BigMac via C3DC), et CloudCompare pour la réalisation du MNS avec l’outil de conversion de nuage de points vers raster 2D.
18. Voir Annexe 3. Il faut remarquer que nous travaillons avec un système de coordonnées en millimètre afin d’éviter de travailler uniquement sur les 2^e et 3^e décimales, et que nous exportons le MNS et l’orthomosaïque dans ce système.
19. Là aussi, le format NEF a permis de travailler l’image brute pour sortir la meilleure image possible pour la photogrammétrie (voir Annexe 3).