Les modèles numériques de terrain - Définition, spécifications et enjeux -

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Marie-Claude Jean
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1 Les modèles numériques de terrain - Définition, spécifications et enjeux - Aix-en-Provence 31/01/13

2 Sommaire I- Généralités Définition, paramètres et usages Technologies et Méthodes de production II- Deux approches du MNT Perception et besoins des utilisateurs Contraintes des producteurs de données III- Risques et dérives

3 I - Définition et usages 1 MNT : Ensemble de points 3D comprenant uniquement les éléments du terrain naturel. C est le référentiel altimétrique de base en géomatique.

4 I - Définition et usages 2 Usages divers et variés Domaine Objectif général Exemples Archéologie et Histoire Hydrologie Urbanisme/3D Détecter des micro-reliefs et discontinuités topographiques révélateurs d anciennes structures anthropiques Simuler le comportement de BV Détecter de micro-écoulements Simuler l implantation de futurs projets d aménagement, de voiries, lignes HT Village, voies romaines, anciens ports maritimes enfouis Cartes de risque, compréhension hydro Socle 3D, maquette urbaine réaliste Télécom Simuler la propagation des ondes GSM Implantation d antennes Génie civil Simuler les différents scénarii en avant-projet Calculer des volumes Photogrammétrie Produire un orthophotoplan - Barrages, lignes ferroviaires Mines à ciel ouvert, carrières

5 I - Définition et usages 3 Paramètres du MNT Paramètres Sous forme VECTORIELLE Sous forme RASTER Contenu Points seuls, Lignes seules, Points et lignes Grille de points réguliers Résolution (pas de grille) - 50cm à 25m Formats Particularités Précision altimétrique DXF, DWG, SHP, Map/Tab, Mif/Mid LAS Données de base, Lourd à gérer (données volumineuses) ASCII GRID, ESRI GRID, Mapinfo GRID < 5cm (lever au sol) à 16m (SRTM - NASA) Issu de la forme vecteur par interpolation Moins volumineux Meilleur rendu visuel

6 I MNT VECTEUR points seuls

7 I MNT VECTEUR lignes seules

8 I MNT VECTEUR points et lignes

9 I - Définition et usages 3 Paramètres du MNT Paramètres Sous forme VECTORIELLE Sous forme RASTER Contenu Points seuls, Lignes seules, Points et lignes Grille de points réguliers Résolution (pas de grille) - 50cm à 25m Formats Particularités Précision altimétrique DXF, DWG, SHP, Map/Tab, Mif/Mid Données de base, Lourd à gérer (données volumineuses) ASCII GRID, ESRI GRID, Mapinfo GRID TIFF 16bits De 5cm (lever au sol) à 16m (SRTM - NASA) Issu de la forme vecteur par interpolation Moins volumineux Meilleur rendu visuel

10 I MNT RASTER grille

classique (tachéométrie) Par méthode GPS

11 I - Technologies et Méthodes de production 1 Lever terrestre Par méthode classique (tachéométrie) Par méthode GPS Lever aérien Photogrammétrie stéréoscopique (points et lignes) Photogrammétrie automatisée (points) Lasergrammétrie ou LiDAR (points) Lever satellitaire Photogrammétrie satellitaire (points et lignes) Radar (points)

12 I - Technologies et Méthodes de production 2 Méthodes Délais Précision Z Coût Avantages Inconvénients Lever géomètre < 5cm Choix pertinent du lever Description du terrain logique Photogrammétrie stéréoscopique manuelle - 10cm à 50cm + Choix pertinent du lever Description du terrain logique Accessibilité limitée Vision des discontinuités limitée du sol Pas d info sous couvert végétal (effet de masque) Photogrammétrie automatisée (par corrélation) Traitements LiDAR - mauvais ; + bon ++ 50cm à 5m (aggravé avec le relief & vég dense) +++ Densité de points élevée («dense matching») à 15cm - Densité de points élevée Richesse de l information (multi-echos) Acquisition de nuit Choix des points aléatoire Bruit (imprécision) Pas d info sous couvert végétal Choix des points aléatoire PDV + dense

13 Sommaire I- Généralités Définition, paramètres et usages Technologies et Méthodes de production II- Deux approches du MNT Perception et besoins des utilisateurs Contraintes des producteurs de données III- Risques et dérives

14 II Approches MNT - Perception utilisateurs 1 Tendance générale - Multiplication des utilisateurs de BD géographiques - Réductions/coupes budgétaires = mutualisation des moyens (ex: plateformes régionales IG ) Engendrent des projets de grande envergure et de fortes attentes (utilisateurs/financeurs) Contexte technique - Perception du MNT comme une donnée intermédiaire produite dans la chaîne de production orthophotographique MNT perçu comme une donnée financée et «disponible»

15 II Approches MNT - Perception utilisateurs 2 Attentes des utilisateurs et notion d échelle Echelle régionale : Recherche d homogénéité Complétude des données Echelle locale : Recherche et perception de détails Précision Cas de la résolution pour l orthophotoplan à moindre mesure car il existe beaucoup de niveaux de qualité de MNT

16 II Approches MNT - Contraintes producteurs 1 Contexte général - Importance du critère PRIX - Compétition et contexte IGN particulier Marché stressé et difficile Contexte technique - Evolution des technologies numériques (caméras, hard & software) rapide - Complexification des conditions d intervention aérienne (croissance du trafic aérien, délais des préaccords, météo) - MNT : projet orthophoto = vol en été (défavorable) Remise en question technologique et du risque ($ et projet)

17 II Approches MNT - Contraintes producteurs 2 Le MNT dans un projet de production Ortho - Données intermédiaires nécessaires au traitement ortho à produire rapidement (limiter les délais et favoriser le CQ ortho) Solution privilégiée : automatisation des traitements en garantissant la qualité de l orthorectification - Autres solutions : - MNT existant, disponible et adapté - ST offshore par méthode photogrammétrique classique (pb : gestion de la qualité, gestion de projet et délais) + question éthique (c est de l argent public!)

18 III Risques et dérives «A chaque techno et méthodo, ses objectifs et limites» Attention au niveau de lecture des utilisateurs (ex: MNT issu de traitements automatisés n est pas compatible avec une analyse fine du territoire (ex : pour socle 3D, cartes PPRI)) Attention aux formats des données et à vos ressources logiciels «A chaque territoire, ses spécifications» Attention à la complexification du projet avec la multiplication des objectifs (spécifications les + dures souvent retenues) Les attentes en termes de délais & coûts tendent à favoriser les chaînes de production automatisées Privilégiez le pragmatique au théorique!

III Ouverture Exemple hollandais - Pays-Bas 41.

19 III Ouverture Exemple hollandais - Pays-Bas km² - Enjeux particuliers - Lancement d un projet d investissement pour un MNT national haute précision (5cm) haute densité (10pts/m²) à partir de lever LiDAR (programme AHN depuis 2009) - Mise à jour annuelle de l orthophotoplan national à 10cm! Modèle repris par la Belgique (30.500km²) à l échelle des régions (Flamande, Wallonne et Bruxelloise) programme 2012 et 2013

20 Merci de votre attention

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