Manual. REFRAME 07-f. Changement de cadre de référence planimétrique et/ou altimétrique. Urs Marti Geodäsie / Géodésie 07-f

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1 2009 Geodäsie / Géodésie 07-f = Manual REFRAME 07-f Janvier 2009 Jérôme Ray Urs Marti Changement de cadre de référence planimétrique et/ou altimétrique SQS-Zertifikat ISO 9001:2000

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3 Seftigenstrasse 264 CH-3084 Wabern Telefon Telefax Table des matières 1 Introduction Présentation Langues Configuration système requise 1 2 Eléments de base et spécifications techniques Cadres de références globaux Cadres de références locaux (suisses) Géoïde Référentiels supportés par REFRAME Paramètres de transformation et éléments de base utilisés Formats de fichiers supportés 7 3 Installation et démarrage Microsoft Windows Linux Mac OS X, Solaris ou FreeBSD 13 4 Utilisation de REFRAME version client Présentation de l interface Options et informations générales Changement de cadre de référence planimétrique et/ou altimétrique d un ou plusieurs fichiers Particularités de la transformation de fichiers raster (géoréférencement) Changement de cadre de référence planimétrique et/ou altimétrique interactif (saisie manuelle) Outils divers 26 5 Utilisation de REFRAME version console Introduction et fonctionnalités Arguments et syntaxe Exemples d utilisation 33

4 Office fédéral de topographie swisstopo Page II 2009 swisstopo Bundesamt für Landestopografie Rédaction: Urs Marti Office fédéral de topographie Case postale, CH-3084 Wabern Ufficio federale di topografia Tél: Uffizi federal da topografia Fax: Federal Office of Topography swisstopo Manual ist die Nachfolgeserie der Reihe "Bulletin des Rechenzentrums" in welcher die Beschreibungen der geodätischen Programme von swisstopo erschienen sind. swisstopo Manual est la suite de la série "Bulletin du centre de calcul", qui décrivent les programmes géodésiques de swisstopo.

5 Office fédéral de topographie swisstopo Page 1 1 Introduction 1.1 Présentation Le logiciel REFRAME a été conçu pour permettre d appliquer des changements de cadres de référence locaux (suisses) ou globaux, tant en planimétrie qu en altimétrie, à des fichiers de coordonnées, dessins DAO ou données SIG. Ce programme permet d effectuer en une fois les traitements réalisés auparavant avec les programmes suivants : FINELTRA : Transformation de coordonnées nationales MN03 en MN95 et réciproquement GPSREF : CHGEO : HTRANS : TRANSILI : Transformation de coordonnées globales CHTRS95/ETRS89 (~WGS84) en coordonnées planes suisses Calcul de la cote du géoïde (versions 98 et 2004) et transformation de hauteurs ellipsoïdales en altitudes orthométriques (RAN95) et réciproquement Transformation d altitudes orthométriques (RAN95) en altitudes usuelles (NF02) et réciproquement Transformation de fichiers Interlis 1 avec FINELTRA REFRAME est disponible sous deux formes : une application «client» (interface graphique classique) et un programme «console» fonctionnant par ligne de commande (traitements par lots, exécution de scripts Web, intégration dans des macros ou routines, etc.). 1.2 Langues REFRAME est actuellement disponible en trois langues (interface et messages, y compris pour la version console) : Français Allemand Anglais 1.3 Configuration système requise REFRAME a été développé sur la base du Framework.NET de Microsoft. La configuration minimale requise est donc la suivante : Processeur Intel Pentium / AMD K6 90 Mhz ou compatible 96 Mo RAM (ou plus, selon système d exploitation) Système d exploitation Microsoft Windows 98, ME, NT4, 2000, XP, Vista ou Server Microsoft.NET Framework 1.1 ou ultérieur Adobe PDF Reader 1 ou autre visionneuse PDF pour le manuel utilisateurs Note : le Framework.NET est inclus dans le programme d installation de REFRAME. Le logiciel REFRAME peut également être utilisé sur un système d exploitation Linux, Mac OS X ou Solaris, par l intermédiaire de la solution Mono 2 (version 1.2 ou ultérieure). Pour la procédure d installation détaillée, consulter le chapitre 3. 1 Logiciel gratuit de visualisation de documents PDF disponible sur le site Internet de Adobe : 2 Mono est une plateforme de développement libre, basée sur une mise en œuvre de la machine virtuelle Microsoft.NET, disponible pour les environnements Windows, Mac OS, Linux et Solaris.

6 Office fédéral de topographie swisstopo Page 2 2 Eléments de base et spécifications techniques 2.1 Cadres de références globaux ETRFyy Cadre de référence tridimensionnel basé sur le réseau de référence GNSS européen (EPN, EUREF) dans le système de référence ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989). Contrairement aux systèmes globaux (ITRS, WGS84), le système européen ETRS89 suit les mouvements tectoniques de la plaque eurasienne CHTRFyy Réalisation suisse de ETRS89, ce cadre de référence est basé sur le réseau GPS national MN95 et sur le réseau GNSS permanent AGNES. Les jeux de coordonnées sont exprimés dans le système CHTRS95, qui est identique à ETRS89 à l'instant Cadres de références locaux (suisses) MN95 (mensuration nationale 1995) Cadre de référence tridimensionnel se fondant sur les mêmes points de réseau que CHTRFyy. Il servira de base aux mensurations nationales et officielles dans le futur. La transformation CHTRF98 <-> MN95 exacte est garantie par une simple translation géocentrique. Le système de référence de MN95 est CH1903+ (système de référence suisse de 1903 rénové), pour lequel les paramètres originaux de CH1903 ont été conservés (dans la mesure du possible) MN03 (mensuration nationale 1903) Ancien cadre de référence officiel pour la mensuration nationale et officielle se basant sur la triangulation 1 er -3 e ordres (PFP1) depuis Les jeux de coordonnées contiennent des altitudes usuelles, déterminées à partir du cadre de référence NF02 (voir plus loin). La densification par les réseaux de triangulation de 4 e ordre (PFP2) et d'autres points fixes de la mensuration officielle constitue aujourd'hui encore la base sur laquelle s'appuient la plupart des travaux de mensuration, des cartes, des plans et des SIG. MN03 dispose en règle générale d'une bonne précision locale (de niveau centimétrique). En revanche, sur de grandes distances, il présente des déformations pouvant atteindre 1.6 m. La transformation directe de coordonnées MN03 en MN95 n'est possible que de manière approchée, par des transformations affines (maillage des triangles CHENyx06/FINELTRA). Le système de référence de MN03 est désigné CH1903 et est basé sur les paramètres définis par l ancien observatoire de Berne.

7 Office fédéral de topographie swisstopo Page 3 Différences MN95 et MN03 (max = 1.6 m) RAN95 (réseau altimétrique national 1995) Système d altitudes rigoureux (au sens de la théorie du potentiel) de la nouvelle mensuration nationale MN95. Il s appuie sur les données du nivellement fédéral de 1902 à aujourd hui, les altitudes orthométriques issues du réseau GPS national MN95, et le modèle de géoïde CHGeo2004. L altitude orthométrique du point fondamental de Zimmerwald sert d horizon de référence. Référentiels altimétriques et transformation RAN95 <-> NF02 Pour des raisons pratiques et pour éviter un risque de confusion, le RAN95 ne sera pas utilisé en mensuration officielle dans un proche avenir. La transformation altimétrique CHTRF2004 <-> RAN95 exacte est garantie.

8 Office fédéral de topographie swisstopo Page NF02 (nivellement fédéral 1902) Cadre de référence altimétrique de la mensuration officielle basé sur le nivellement de précision de la Commission géodésique suisse ( ) ainsi que sur les nouvelles mesures et mises à jour du nivellement fédéral depuis 1902, sans prise en compte de la gravimétrie. En raison de la prise en considération variable du champ de pesanteur, des mouvements verticaux et des distorsions locales de NF02, une transformation altimétrique RAN95 <-> NF02 directe n est possible que de manière approchée. Différences RAN95 et NF02 (max = 60 cm) 2.3 Géoïde Le géoïde est une surface équipotentielle particulière du champ de pesanteur terrestre et sert de référence pour la détermination des altitudes. On peut se représenter le géoïde comme étant le niveau moyen de la mer prolongé sous les continents. Considéré globalement, le géoïde s'écarte d'une surface de référence mathématique (un ellipsoïde de rotation) de ±100 mètres au plus. Au niveau suisse, les écarts par rapport à l'ellipsoïde de référence local atteignent des valeurs de ±5 mètres. Le modèle du géoïde actuel de la Suisse est basé sur un calcul combiné de mesures astro-géodésiques de déviation de la verticale, de mesures gravimétriques ainsi que de mesures GNSS et de nivellement. La haute résolution altimétrique du modèle de géoïde est atteinte par la prise en compte d un modèle numérique d altitudes et d un modèle simple de densité de la croûte terrestre. Un modèle de géoïde est aujourd'hui indispensable pour les utilisateurs du GPS puisqu'il permet la conversion des hauteurs ellipsoïdales déterminées par GPS en altitudes orthométriques («par rapport au niveau de la mer») d usage courant. Le modèle actuel de la Suisse (CHGeo2004) présente une précision de l'ordre de 1 à 3 cm sur l'ensemble de la Suisse.

9 Office fédéral de topographie swisstopo Page 5 Le géoïde en Suisse (CHGeo2004) par rapport à l'ellipsoïde de référence local (cote maximale de ±5 m) REFRAME inclut la définition du géoïde 2004, mais également l ancien modèle de Ainsi, il est possible de transformer des altitudes orthométriques provisoires (CHGeo98) en altitudes orthométriques «définitives» RAN95 (CHGeo2004). Différences entre les modèles du géoïde de 1998 et 2004 (max = 0.2 m)

10 Office fédéral de topographie swisstopo Page Référentiels supportés par REFRAME Le logiciel REFRAME permet la transformation de points de et vers les cadres de référence globaux et locaux suivants : Mensuration nationale MN03 (coordonnées planes en projection suisse, formats militaire et civil) Mensuration nationale MN95 (coordonnées planes en projection suisse) Cadre de référence terrestre suisse/européen CHTRF95/ETRF93 (coordonnées planes en projection UTM, zones 31 et 32) Cadre de référence terrestre suisse/européen CHTRF95/ETRF93 (coordonnées globales géographiques ou géocentriques et hauteurs ellipsoïdales) Nivellement fédéral NF02 (altitudes usuelles) Réseau altimétrique national RAN95 (altitudes orthométriques selon CHGeo2004) et altitudes orthométriques provisoires (CHGeo98) Système de référence Cadre de référence Ellipsoïde Projection cartographique ETRS89 ETRF93 GRS80 UTM CHTRS95 CHTRF95 GRS80 UTM CH1903 MN03, NF02 Bessel 1841 Conforme cylindrique à axe oblique CH1903+ MN95, RAN95 Bessel 1841 Conforme cylindrique à axe oblique Systèmes et cadres de référence utilisés en Suisse 2.5 Paramètres de transformation et éléments de base utilisés Transformation de coordonnées globales en coordonnées locales Le calcul de la transformation de coordonnées globales ETRS89 en coordonnées nationales suisses est basé sur les formules rigoureuses du changement de datum et de la projection suisse cylindrique à axe oblique. Les formules détaillées sont disponibles sur le site Internet de swisstopo Les coordonnées ainsi obtenues sont des coordonnées MN95 exactes. Pour obtenir ensuite des coordonnées nationales MN03, on utilise la transformation par éléments finis (FINELTRA, voir ci-après). Les ellipsoïdes de référence utilisés dans les transformations de coordonnées géocentriques en coordonnées géographiques ainsi que pour la projection suisse sont les suivants : Ellipsoïde ½ grand axe a [m] Inverse aplatissement 1/f 1 ère excentricité num. e² Bessel GRS Pour la transition du datum ETRS89 vers CH1903+, les paramètres de transformation suivants sont implémentés : X CH1903+ = X ETRS m Y CH1903+ = Y ETRS m Z CH1903+ = Z ETRS m Ainsi, les paramètres GRANIT87 ne sont plus utilisés avec REFRAME. Cette fonctionnalité remplace l ancien programme GPSREF.

11 Office fédéral de topographie swisstopo Page Transformation de coordonnées MN03 en MN95 La transformation directe de coordonnées MN03 en MN95 (et réciproquement) n'est possible que de manière approchée. Elle s effectue par transformations affines basées sur le maillage national des triangles «niveau mensuration officielle» CHENyx06 (FINELTRA). La précision moyenne de l opération est de 2.2 ±1.1 cm. Toutefois, dans certains secteurs, on doit s attendre à de fortes distorsions locales en MN03 et ainsi à une précision moindre Cette fonctionnalité de REFRAME remplace la partie de transformation brute du logiciel FINELTRA Transformation de hauteurs ellipsoïdales en altitudes orthométriques L altitude orthométrique (RAN95) équivaut à la hauteur ellipsoïdale (brute GNSS, aussi appelée MN95) moins l ondulation géoïdique. REFRAME intègre les définitions du modèle du géoïde 2004 (CHGeo2004, actuellement utilisée) et 1998 (CHGeo98, altitudes orthométriques provisoires). Les modèles de géoïde sont intégrés sous la forme d une grille avec une résolution de 1x1 km, dans laquelle le programme effectue une interpolation par une méthode biquadratique. Cette fonctionnalité de REFRAME remplace les programmes CHGeo98R et CHGeo2004R Transformation d altitudes usuelles en altitudes orthométriques Une transformation d altitudes usuelles (NF02) en altitudes orthométriques (RAN95) n est possible que de manière approchée, en raison des distorsions locales en NF02 ainsi que des différences dans la correction de l'influence du champ de pesanteur. Elle s effectue sur la base d une interpolation planimétrique pondérée d une part, d un facteur d échelle altimétrique obtenu par interpolation biquadratique dans une grille de 1x1 km d autre part. La précision moyenne de cette transformation est meilleure que le cm sur le plateau et le long des lignes de nivellement national, mais peut être supérieure à 10 cm dans les Alpes. Cette fonctionnalité de REFRAME remplace le programme HTRANS. 2.6 Formats de fichiers supportés REFRAME ne permet actuellement pas de faire des conversions de fichiers ; le format destination est toujours identique au format source. Les formats de fichiers supportés en lecture/écriture sont les suivants : Coordonnées LTOP Mesures LTOP Dessins AutoCAD DXF Fichiers de données spatiales vectorielles ESRI Shapefile Fichiers de transfert Interlis 1 Fichiers Topobase.K Fichiers d échange Adalin OneOne Fichiers texte avec séparateur Fichiers World file (raster) Images géoréférencées GeoTIFF Images géoréférencees ER Mapper ECW Coordonnées LTOP Tous les formats de coordonnées LTOP 3 sont supportés: $$PK, $$PE, $$EL, $$EM, $$EN, $$ED et $$3D (coordonnées planes, géographiques ou géocentriques). Les fichiers peuvent contenir des lignes de commentaire mais pas de ligne vide (la lecture s arrête à la première ligne vide). 3 Les spécifications des différents formats de fichiers de coordonnées sont disponibles sur le site Internet de swisstopo :

12 Office fédéral de topographie swisstopo Page 8 L extension du fichier n est pas significative, mais on utilise en général une des possibilités suivantes : *.koo, *.coo, *.pk, *.pe, *.el, *.em, *.en, *.ed ou *.3d Mesures LTOP Les fichiers de mesures LTOP 4 $$ME sont également supportés, pour autant que les valeurs mesurées correspondent à des coordonnées et éventuellement des altitudes. Les fichiers peuvent contenir des lignes de commentaire mais pas de ligne vide (la lecture s arrête à la première ligne vide). Les types de mesures suivants sont traités par REFRAME : YY, XX, HH : coordonnées dans le plan de projection EE, NN, HH : coordonnées géographiques (en degrés, minutes et secondes) LY, LX, LH : coordonnées déterminées par GPS Toutes les autres lignes sont ignorées et ne subissent donc aucune modification. L extension du fichier n est pas significative, mais on utilise en général *.mes Dessins AutoCAD DXF REFRAME traite les objets géométriques indépendamment de leur type, de leurs attributs et de leur représentation. Ainsi, toutes les versions de fichiers DXF, y compris celle antérieures à AutoCAD 14, ainsi que tous les types de géométries (points, lignes, polylignes, courbes, solides, etc.) sont supportés. Les différents attributs d entête (fenêtres de coordonnées, domaines de définition) sont également transformés. Les coordonnées sources peuvent être des coordonnées planes ou des coordonnées géographiques (format décimal, en degrés ou gons). Les coordonnées géocentriques et les formats en degrés, minutes et secondes ne sont pas autorisés au format DXF. L extension du fichier n est pas significative, mais il s agit généralement de *.dxf. La plupart des logiciels DAO et SIG actuels (AutoCAD, MicroStation, ArcGIS, Geomedia, MapInfo, etc.) permettent de créer et lire des fichiers DXF Fichiers de données spatiales vectorielles ESRI Shapefile Les fichiers «Shape» (ESRI Shapefile) peuvent être directement transformés, quelque soit leur type de contenu (points 2D/3D, polylignes, polygones ou mixtes). Seul le fichier contenant la géométrie (*.shp, peu importe la version de ArcGIS avec laquelle il a été créé) est utile, mais si un fichier de définition du système de coordonnées (*.prj) existe, REFRAME contrôlera qu il correspond bien aux paramètres saisis par l utilisateur (voir chapitre 4). Si un changement de cadre de référence planimétrique est effectué, un nouveau fichier *.prj sera généré automatiquement afin de pouvoir ouvrir directement les données dans ArcView sans devoir définir le système de coordonnées à utiliser. Remarque : les coordonnées géocentriques ne sont pas autorisées au format Shape. Les autres fichiers liés au *.shp (*.dbf et *.shx) ne sont pas modifiés et copiés tels quels vers le dossier/nom de fichier destination. Attention : Les fichiers d index spatiaux (*.sbn, *.sbx, *.fbn ou *.fbx) ne sont par contre pas copiés (les éventuels fichiers existants sont même supprimés), car il provoqueraient des erreurs d affichage ou d intégrité des données. Après un changement de cadre de référence, et donc de coordonnées, les index doivent être réinitialisés. Cela se fait automatiquement si besoin, mais peut également être réalisé manuellement dans l application ESRI ArcCatalog. 4 Les spécifications du format de fichiers de mesures sont disponibles sur le site Internet de swisstopo :

13 Office fédéral de topographie swisstopo Page 9 La plupart des logiciels SIG actuels (ArcGIS, Geomedia, MapInfo, etc.) permettent de créer et lire des fichiers Shape Fichiers de transfert Interlis 1 Les fichiers Interlis 1 peuvent être directement transformés, quelque soit le modèle de données utilisé. Pour cela, REFRAME demandera non seulement le fichier de données géographiques *.itf, mais également le modèle de données *.ili correspondant (par exemple le modèle MO de la confédération ou d un canton). Après la transformation, un nouveau modèle est créé, car les domaines de définition des objets (fenêtres de coordonnées) sont également modifiés lors d un changement de cadre de référence. En cas de problème lors d une transformation, il est recommandé de vérifier l intégrité des fichiers ILI et ITF avec le compilateur Interlis 5. REFRAME remplace donc le programme TransILI pour la transformation de coordonnées MN03 en MN95 et réciproquement (FINELTRA) Fichiers Topobase.K Les fichiers de coordonnées Topobase.K contenant des coordonnées MN03 peuvent être transformés en MN95 et réciproquement. Les coordonnées globales ne sont pas supportées par ce format. Seules les lignes «K» sont transformées par REFRAME ; les autres, telles que «ZK», sont copiées telles quelles dans le fichier résultat Fichiers d échange Adalin OneOne Les fichiers au format Adalin OneOne, basé sur Interlis 1, sont traités de la même manière que les fichiers ITF. Il n est pas contre pas nécessaire de spécifier un modèle de données, car celui-ci est fixe dans Adalin. Le fichier de définition de ce modèle (équivalent au ILI Interlis) est enregistré sous le nom «AdalinOneOne.ili», dans le dossier d installation de REFRAME. Il est possible de le remplacer en cas de besoin spécifique ou de mise à jour majeure d Adalin Fichiers texte avec séparateur A l heure actuelle, seuls les fichiers texte ASCII avec séparateur, et non les fichiers organisés en colonnes, sont supportés par REFRAME. Les séparateurs suivants sont autorisés : espace, tabulation, virgule et point-virgule. Le but de REFRAME étant de nécessiter un minimum d options et de configuration (y compris pour la version en ligne de commande), seul un nombre limité de combinaisons de valeurs est possible, afin que le format puisse être détecté automatiquement et que les attributs (numéro, coordonnées et altitude) soient lus sans erreur ni inversion : E/lon/X, N/lat/Y : E/lon/X, N/lat/Y, H/Z : ID, E/lon/X, N/lat/Y, H/Z : coordonnées Est et Nord ou longitude et latitude coordonnées Est, Nord et altitude ou longitude, latitude et altitude ou coordonnées cartésiennes X, Y et Z numéro de point, coordonnées Est et Nord, altitude ou numéro de point, longitude, latitude et altitude ou numéro de point, coordonnées cartésiennes X, Y et Z En outre, les fichiers texte ne peuvent contenir ni ligne titre, ni ligne de commentaire. 5 Compilateur, outils divers et manuel de référence disponibles gratuitement sur Internet :

14 Office fédéral de topographie swisstopo Page 10 Pour les coordonnées géographiques, les longitudes et latitudes doivent toujours être écrites sous forme décimale, quelque soit le format : DD.MMSSss DD.MMmmmm DD.dddddd GG.gggggg en degrés, minutes et secondes [ "] ( format $$EL LTop) en degrés et minutes [ ] ( format $$EM LTop) en degrés [ ] ( format $$ED LTop) en gons [g] ( format $$EN LTop) La compatibilité des fichiers texte sera améliorée dans une prochaine version, mais en attendant il est possible d utiliser un tableur ou un logiciel de gestion de bases de données (tel que Microsoft Excel ou Access) pour convertir un fichier texte quelconque en fichier avec séparateur, par exemple CSV (pointvirgule). Exemple de fichier texte CSV : «numéro de point ; est ; nord ; altitude» L extension du fichier n est pas significative et peut donc être quelconque Fichiers World file (raster) Le format ESRI World file est largement répandu dans les applications SIG. Il s agit d une norme de géoréférencement pour les fichiers image tels que orthophotos ou cartes. Il ne s agit en fait pas d un format d image à proprement parler, mais d un fichier de métadonnées permettant d ajouter des informations géographiques à un fichier raster existant. Ce fichier, au format ASCII, contient notamment la résolution de l image et les coordonnées du centre du pixel supérieur gauche. Il doit se trouver dans le même dossier et porter le même nom que le fichier image (TIFF, JPG, etc.), mais avec un extension reprenant la première et la dernière lettres de l extension du fichier image brute, suivie d un «w» pour «world». Les formats suivants sont supportés par REFRAME : BPW pour les images BMP EWW pour les images ECW GFW pour les images GIF J2W pour les images JP2 (JPEG 2000) JGW pour les images JPG (JPW, par fois utilisé, est également géré par REFRAME) PGW pour les images PNG TFW pour les images TIFF Note : l extension du World file peut également correspondre à l extension de l image, additionnée d un «W», comme par exemple «TIFW» ou «JP2W». Attention : Pour transformer le calage d une image au format World file avec REFRAME, il faut sélectionner le fichier «*.??w» comme fichier source, mais il faudra impérativement copier ou renommer l image originale en conséquence pour pouvoir l ouvrir dans un logiciel de photogrammétrie ou un SIG. Avec des fichiers raster, seule une transformation de MN03 vers MN95 ou réciproquement est possible. Aucune transformation altimétrique n est pas ailleurs réalisable, puisqu il n y a aucune information altimétrique dans un tel fichier.

15 Office fédéral de topographie swisstopo Page Images géoréférencées GeoTIFF Les images GeoTIFF consistent en des images au format TIFF contenant un entête géographique. Avec des raster, seule une transformation de MN03 vers MN95 ou réciproquement est possible. Aucune transformation altimétrique n est pas ailleurs réalisable, puisqu il n y a aucune information altimétrique dans un tel fichier Images géoréférencées ER Mapper ECW Les images ECW consistent en des images à un format propriétaire, créé par la société ER Mapper, contenant un entête géographique. Avec des fichiers raster, seule une transformation de MN03 vers MN95 ou réciproquement est possible. Aucune transformation altimétrique n est pas ailleurs réalisable, puisqu il n y a aucune information altimétrique dans un tel fichier.

16 Office fédéral de topographie swisstopo Page 12 3 Installation et démarrage 3.1 Microsoft Windows REFRAME est compatible avec toutes les versions de Microsoft Windows à partir de 98 (2000 ou ultérieur recommandé). Pour pouvoir fonctionner, il requiert l installation préalable du Framework.NET de Microsoft, diffusé automatiquement par Windows Update et pré installé dès Windows XP SP2. La version 1.1 du Framework.Net est fournie sur le CD d installation de REFRAME et est automatiquement installée si nécessaire. Pour installer REFRAME, introduire le Cd-rom fourni dans le lecteur : le menu d installation est automatiquement affiché. Si ce n est pas le cas, exécuter manuellement le fichier «setup.exe» situé à la racine du Cd-rom. Sélectionnez la langue (la valeur par défaut devrait correspondre à la langue de votre système), puis suivez les indications de l assistant d installation. Le menu d installation des logiciels géodésiques (dont REFRAME) sous Windows Lors du choix des fonctionnalités à installer, cocher le ou les logiciels géodésiques désirés, selon les modules acquis. Il est possible modifier la configuration ultérieurement (ajout ou suppression d un programme), en exécutant à nouveau l assistant d installation. Cliquer sur «Suivant» pour finaliser la procédure. Redémarrer le PC si cela est demandé. Remarque : vous devez avoir les droits d administrateur local de l ordinateur pour pouvoir effectuer l installation. Des raccourcis vers l application et le manuel d utilisation sont automatiquement créés dans le menu démarrer, dans un dossier «swisstopo». Pour démarrer le logiciel, il suffit de double-cliquer sur ce raccourci ou exécuter «reframe.exe».

17 Office fédéral de topographie swisstopo Page Linux REFRAME est compatible avec la plupart des distributions Linux. Pour pouvoir fonctionner, il requiert l installation préalable de Mono (ou version ultérieure). Cet environnement peut être téléchargé gratuitement sur le site Internet du projet Mono : Il existe des «packages» prêts à l installation pour SuSE, Fedora Core, Red Hat et Debian. Pour les autres distributions, un installeur *.bin est disponible. Pour l installation RPM (recommandé), les composants «mono-core» et «mono-winforms» sont requis, mais il est conseillé de procéder à l installation complète («mono-complete»). Pour pouvoir utiliser REFRAME, lorsque Mono a été installé, il suffit d extraire tous les fichiers contenus dans l archive «Reframe.cab 7» (située à la racine du Cd-rom) dans un répertoire unique. Pour démarrer la version standard du logiciel, exécuter «reframe.exe». Pour utiliser la version en ligne de commande (obligatoire si aucun environnement de bureau tel que KDE ou GNOME n est actif), exécuter «reframesrv.exe». Si rien ne se produit ou qu un message d erreur est affiché (exécutable Windows), cela provient probablement d une installation ancienne ou incomplète de Mono. Essayer en exécutant la commande suivante dans une console : «mono reframe.exe» ou «mono reframesrv.exe». 3.3 Mac OS X, Solaris ou FreeBSD REFRAME est compatible avec les versions 10.3 (Panther) et ultérieures de Mac OS, ainsi que Solaris 8 (Sparc). Comme pour Linux, il requiert l installation préalable de Mono 1.2 (ou version ultérieure). Cet environnement peut être téléchargé gratuitement sur le site Internet du projet Mono : Swisstopo ne fait pas de support pour ces systèmes d exploitation, mais les différentes versions de la plateforme Mono, de la documentation et des exemples sont disponibles sur le site Internet 6 Mono est une plateforme de développement libre, basée sur une mise en œuvre de la machine virtuelle Microsoft.NET, disponible pour les environnements Windows, Mac OS, Linux et Solaris. 7 Si aucun logiciel d extraction de fichier.cab n est installé sur votre système Linux, vous pouvez obtenir gratuitement cabextract sur Internet :

18 Office fédéral de topographie swisstopo Page 14 4 Utilisation de REFRAME version client 4.1 Présentation de l interface Les fonctionnalités principales de REFRAME sont directement accessibles depuis la fenêtre principale de l application. Une barre de menus permet d accéder à des options et fonctionnalités avancées. Apparence de la fenêtre principale de REFRAME (sous Windows) La zone principale (au centre de la fenêtre), qui permet d effectuer les changements de cadres de référence, se compose de deux onglets : «Mode fichier(s)», qui permet d effectuer des transformations de fichiers, et «Mode interactif», qui permet de transformer un point par saisie manuelle au clavier. Dans la zone inférieure, on trouve deux boutons, le premier pour exécuter la transformation selon les paramètres spécifiés, le second pour quitter le programme. 4.2 Options et informations générales Changement de la langue de l interface Le logiciel démarre automatiquement dans la langue du profil utilisateur. Si la traduction correspondante n existe pas (français, allemand ou anglais), l anglais est utilisé par défaut. Si ce n est pas le cas ou si l utilisateur souhaite une autre langue, il est possible de la changer en tout temps, via le menu «Options - Langue» (le deuxième, «Optionen Sprache» en allemand et «Options Language» en anglais).

19 Office fédéral de topographie swisstopo Page 15 Le changement est immédiatement effectif après la sélection, pour toutes les fonctionnalités du programme ; il n est pas nécessaire de redémarrer Préférences générales de l application La commande du menu «Options Préférences» permet de personnaliser un peu le fonctionnement de REFRAME et activer/désactiver certaines options générales. Préférences générales de REFRAME Général : Par défaut, REFRAME vérifie automatiquement la présence d une mise à jour sur Internet une fois par semaine. Cependant, si cette fonctionnalité n est pas désirée ou pose un problème, par exemple en raison de restriction d accès à Internet (proxy, firewall, etc.), il est possible de la désactiver en décochant la case «Vérifier automatiquement la présence d une mise à jour». Entrée/sortie : Par défaut, le répertoire initial affiché dans les boîtes de dialogue de type «Fichier Ouvrir» ou «Fichier Enregistrer» est géré par le système d exploitation («Mes Documents» ou dernier dossier ouvert»). Mais, dans certains cas, notamment lors de tests nombreux ou travaux «à la chaîne», il peut être intéressant de retrouver toujours le même répertoire, même lorsque l on a «navigué» dans l explorateur Windows entre temps. Le champ «Répertoire par défaut» le permet : s il est défini, cet emplacement sera toujours utilisé comme point de départ lors que l utilisateur est appelé à choisir un dossier ou un fichier. La seconde option, «Nombre de chiffres après la virgule en sortie» n a une influence que pour la transformation de fichiers au format LTOP ou DXF. Elle est principalement prévue pour le stravaux de mensuration officielle, où les coordonnées doivent fréquemment être arrondies au cm ou au mm. Bien que le format LTOP contient en standard des valeurs à 4 décimales et qu il soit recommandé de conserver toutes la précision des coordonnées dans les fichiers DXF, il est peut utile, en cas d imports/exports successifs ou alors lors de la livraison de données officielles, de limiter le nombre de décimales à écrire dans le fichier de sortie. Cela permet d éviter des problèmes d arrondis après des calculs multiples et de se conformer à des normes en manière de format de données Aide et documentation Les deux premières commandes du menu «?» permettent d obtenir de l aide et des informations techniques à propos de REFRAME. Aide Affiche l aide de REFRAME (Windows uniquement). Il s agit d un fichier d aide standard au format HTML Help. Les informations y sont organisées de manière hiérarchique, mais il existe également un index alphabétique et la possibilité d effectuer des recherches par thèmes ou mots-clés.

20 Office fédéral de topographie swisstopo Page 16 Manuel utilisateurs Ouvre le manuel utilisateurs au format PDF (ce document). Le logiciel Adobe Reader 8 ou un autre logiciel de visualisation PDF doit être disponible Fonctions et informations en ligne La seconde partie du menu «?» permet d accéder à diverses informations générales à propos de REFRAME ou swisstopo, ou à des informations techniques liées aux cadres de référence. Site Internet de swisstopo Cette commande permet d ouvrir la page d accueil du site Internet de swisstopo dans le navigateur par défaut du système. Cadres de référence globaux et locaux Ouvre la rubrique «cadres de référence» du site Internet de swisstopo. Ces pages contiennent de nombreuses informations générales, des liens et des formules mathématiques utiles. Services de calcul online Une partie des fonctionnalités de REFRAME ainsi que d autres calculs, pour des applications de géodésie ou de mensuration officielle, sont proposées gratuitement sur Internet. Cette commande permet d afficher directement la page d accueil des services en ligne de swisstopo. Support technique Si la liste des questions fréquentes 9 (FAQ) et la mise à jour en ligne (voir ci-dessous) ne permettent pas de résoudre un problème rencontré lors de l utilisation de REFRAME, utiliser cette fonctionnalité pour contacter le support technique de swisstopo (formulaire à remplir et envoyer par Internet). Mise à jour en ligne Ce logiciel intègre une fonction de mise à jour en ligne. Si le poste de travail bénéficie d une connexion Internet permanente, REFRAME contrôle régulièrement si une mise à jour (correctifs ou nouvelles fonctionnalités) est disponible. Il est également possible d effectuer ce contrôle manuellement avec cette commande. Si une mise à jour est disponible, les informations à propos des améliorations ou corrections sont présentées. Pour l installer, suivre les indications affichées à l écran : la procédure est entièrement automatisée A propos La commande «A propos» du menu «?», standard dans la plupart des logiciels, permet d afficher des informations générales à propos de l application, en particulier le numéro et la date de la version installée. Ces informations sont utiles pour le support en cas de problème technique. 4.3 Changement de cadre de référence planimétrique et/ou altimétrique d un ou plusieurs fichiers Activer l onglet «Mode fichier(s)» dans la zone supérieure de la fenêtre de l application. Choix du mode de transformation de coordonnées : fichier(s) ou interactif (saisie manuelle) 8 Adobe Reader peut être téléchargé gratuitement sur Internet : 9

21 Office fédéral de topographie swisstopo Page Choix du ou des fichiers à transformer Le premier onglet, «Fichiers», permet de spécifier les fichiers source et destination pour la transformation. Pour des détails à propos des formats supportés, se référer au chapitre 2.6. Il est possible de transformer un ou plusieurs fichiers à la fois. Pour en ajouter un à la liste, cliquer sur le bouton «Ajouter», puis sélectionner un ou plusieurs fichiers dans l arborescence des dossiers. Il est également possible de faire un glisser-déposer depuis l explorateur de fichiers. Définition des fichiers à transformer Pour supprimer un ou plusieurs fichiers, if faut les sélectionner dans la liste et cliquer sur le bouton «Supprimer», ou appuyer sur la touche «Delete» du clavier. En double-cliquant sur un fichier, celui-ci est ouvert dans l application associée, en fonction de son extension et de la configuration du système d exploitation Définition du ou des fichiers résultats à créer Fichier unique En cas de transformation d un seul fichier, il faut définir le chemin et le nom complet (y compris l extension) du fichier résultat à créer. Il est possible de le saisir directement ou de passer par la boîte de dialogue d enregistrement standard en cliquant sur «Définir». En cas de remplacement d un fichier existant, il est également possible de faire un glisser-déposer depuis l explorateur de fichiers. Définition du fichier destination Fichiers multiples En cas de transformation de fichiers multiples, il existe trois possibilités de sortie : Dans un dossier unique : les fichiers destination sont enregistrés avec le même nom que les fichiers source, dans un autre répertoire. Avec un suffixe : Nouvelle extension : les fichiers résultats sont créés au même endroit que les originaux, mais un suffixe est ajouté à leur nom. Exemples : «_out» ou «_mn95» les fichiers résultats sont créés au même endroit que les originaux, mais avec une extension différente (identique pour tous les fichiers). Exemple : «.out»

22 Office fédéral de topographie swisstopo Page 18 Définition des fichiers destination Titre des fichiers résultats (LTOP) En cas de transformation de fichiers LTOP, il est possible de spécifier un titre destination (identique pour tous les fichiers). Pour cela, cocher la case «Modifier le titre» et saisir le texte désiré. Sinon, le titre du fichier source est conservé. Changement du titre LTOP pour les fichiers résultats Changement du cadre de référence planimétrique Le second onglet, «Cadres de référence», permet de choisir les transformations planimétrique et/ou altimétrique à effectuer. La partie supérieure est dédiée au cadre de référence planimétrique. Cocher la case «Transformer planimétrie» pour activer cette opération, puis sélectionner les cadres de référence source et destination. Dans certains cas, il faut également préciser le format concerné (unité ou origine). Paramètres de changement de cadre de référence planimétrique Les possibilités de sélection, pour la source ou la destination, sont les suivantes : Coordonnées planes MN03 (CH1903), formats militaire ou civil (utilisé notamment pour le Liechtenstein) Coordonnées planes MN95 (CH1903+) Coordonnées planes UTM (ETRS89/CHTRS95/~WGS84), zone 31 ou 32 (standard pour la Suisse) Coordonnées globales ETRF93/CHTRF95 (ETRS89/CHTRS95/~WGS84), géocentriques (X/Y/Z) ou géographiques (longitude/latitude/altitude, formats,, ou «gons») Attention : REFRAME ne peut pas contrôler les paramètres spécifiés pour le cadre de référence du fichier source pour tous les formats. Veuillez vérifier scrupuleusement, avant la transformation, que le cadre de référence source sélectionné est correct, afin de ne pas obtenir des résultats erronés! Pour des détails à propos des formats de fichiers supportés et de leurs particularités, se référer au chapitre Changement du cadre de référence altimétrique La partie inférieure du deuxième onglet est dédiée au cadre de référence altimétrique. Cocher la case «Transformer altimétrie» pour activer cette opération, puis sélectionner les cadres de référence source et destination.

23 Office fédéral de topographie swisstopo Page 19 Paramètres de changement de cadre de référence altimétrique Les possibilités de sélection, pour la source ou la destination, sont les suivantes : Nivellement fédéral NF02 (altitudes usuelles) Réseau altimétrique national RAN95 (altitudes orthométriques, CHGeo2004) Altitudes orthométriques provisoires (CHGeo98) Hauteurs ellipsoïdales (Bessel pour les systèmes planimétriques locaux, GRS80 pour les systèmes globaux) Attention : REFRAME ne peut pas contrôler les paramètres spécifiés pour le cadre de référence du fichier source pour tous les formats. Veuillez vérifier scrupuleusement, avant la transformation, que le cadre de référence source sélectionné est correct, afin de ne pas obtenir des résultats erronés! Exécution de la transformation, suivi de la progression Lorsque tous les paramètres requis ont été définis (fichiers et cadres de référence source et destination), le bouton «Exécuter» devient actif. Cliquer sur ce bouton pour démarrer la transformation. Le dernier onglet, «Journal des événements», ne sert pas à définir des options de calcul, mais est destiné à l affichage de la progression et les résultats de la transformation, pour chaque fichier concerné. En cas de problème, les erreurs y sont décrites. Il est possible que certains fichiers soient transformés avec succès et que d autres provoquent des erreurs (cadre source, format, accès refusé, etc.). Cet onglet est automatiquement activé lorsqu un calcul est en cours. En cas de besoin, il est possible d effectuer un «copier/coller» des messages vers un éditeur de texte ou de cliquer sur le bouton «Enregistrer journal sous» pour en conserver une trace. Il est également possible de cocher la case «Enregistrer automatiquement» avant de lancer le calcul. Dans ce cas, un fichier journal est automatiquement généré pour chaque fichier transformé ; il est enregistré sous le même nom et au même emplacement que le fichier de coordonnées résultat, mais avec l extension «.log». Etat d avancement de la transformation des fichiers

24 Office fédéral de topographie swisstopo Page 20 Remarque : En cas de transformation de fichier Interlis, un fichier modèle portant le même nom que les données (ITF) mais avec l extension *.ili est automatiquement recherché. Si un tel fichier n est pas trouvé, REFRAME demandera de le localiser manuellement (par ex. fichier situé dans un autre dossier, modèle de données cantonal ou fédéral dont le nom est différent du fichier de transfert en cours de traitement). Cas particulier des fichiers Interlis 1 : il faut spécifier le fichier modèle, s il n est pas trouvé automatiquement 4.4 Particularités de la transformation de fichiers raster (géoréférencement) Introduction REFRAME offre également la possibilité de transformer des fichiers raster, par exemple des orthophotos, de MN03 vers MN95 ou réciproquement. Mais cette fonctionnalité est limitée à la transformation du géoréférencement (métadonnées) de l image. Le contenu de l image est conservé et aucun pixel n est modifié, il ne s agit pas d un rééchantillonage. Une telle transformation n est judicieuse que si les distorsions provoquées par la transformation sont relativement faibles par rapport aux dimensions et la résolution de l image. Par conséquent, aucune autre transformation (par ex. vers UTM ou ETRS89) n est actuellement supportée par REFRAME. Pour voir la liste des types de fichiers supportés, référez vous au chapitre Choix du ou des fichiers à transformer et définition du ou des fichiers résultats à créer La définition des images a transformer ce fait de la même manière que pour des fichiers de coordonnées (LTOP, Shape, etc.). Il suffit d ajouter les fichiers concernés à la liste par glisser-déposer ou grâce au bouton «Ajouter».

25 Office fédéral de topographie swisstopo Page 21 Il convient tout de même de différencier deux cas : La géoréférence est incluse dans le fichier image (entête) Cette option n est supportée que pour els images GeoTIFF et ECW. Dans ce cas, il suffit de sélectionner la ou les images à transformer à la liste de manière conventionnelle. La géoréférence est sous la forme d un fichier World file accompagnant l image brute Dans ce cas, c est le fichier de calage World file (*.tfw, *.jgw, ) qu il faut sélectionner comme source et non l image originale (ce qui produirait une erreur «format de fichier non supporté»). REFRAME vérifiera automatiquement la présence de l image originale (*.tif, *.jpg, ) et en extraira les informations nécessaires (voir plus loin). La définition du ou des fichiers destination à créer de faire exactement de la même manière que pour les fichiers de coordonnées Paramètres de transformation Seule la transformation de coordonnées planes MN03 en MN95 et réciproquement est possible. Aucune transformation altimétrique ne peut en outre être effectuée, puisque les informations géographiques liées aux formats supportés ne sont définies qu en deux dimensions. Il faut donc cocher uniquement «Transformation planimétrie» est sélectionner impérativement, comme source ou comme destination, «Coordonnées planes MN03» et «Coordonnées planes MN95». Toute autre sélection entraînera un message d erreur Options raster Après avoir cliqué sur le bouton «Exécuter», lorsque un ou plusieurs fichiers image ont été spécifiés comme source, une boîte de dialogue «Options raster» est affichée. La boite de dialogue est divisée en 3 parties : Informations à propos du ou des fichiers sélectionnés Un récapitulatif des images sélectionnées et de leurs propriétés (dimensions en pixels, résolution et coordonnées) est affiché. S il y a plusieurs images, les coordonnées du centre de gravité sont également affichées. Remarque : Dans les fichiers World file, les coordonnées enregistrées sont celles du coin supérieur gauche de l image et seule la résolution est définie dans le fichier. Afin de pouvoir calculer le centre de gravité de chaque image, REFRAME analyse le l image brute (TIF, JPG, etc.) pour en connaître les dimensions. Si ce fichier n est pas accessible ou n existe pas, les coordonnées affichées et prises en compte seront celles du coin supérieur gauche. Cette information est indiquée dans la colonne «Dimensions» («Inconnues!») ainsi que dans la légende des différents modes de transformation («par rapport au centre» ou «par rapport à l angle supérieur gauche»). Dans ce cas, il est possible de spécifier manuellement les dimensions des images inconnues en cliquant sur le bouton «Définir dimensions inconnues». Les coordonnées sont alors calculées et les informations affichées sont mises à jour.

26 Office fédéral de topographie swisstopo Page 22 Boîte de dialogue pour la transformation de fichier(s) raster Mode de transformation à appliquer REFRAME offre trois modes de transformation du géoréférencement d images raster : Individuel Pour chaque image sélectionnée, les coordonnées du centre de gravité (ou de l angle haut gauche pour les fichiers World file non accompagnés de l image brute) sont transformées grâce au maillage des triangles CHENyx06 (algorithme FINELTRA). Il s agit de la méthode la plus précise : l erreur à attendre aux extrémités (différence entre les coordonnées obtenues par translation de l image et celle par transformation rigoureuse des 4 angles avec FINELTRA) est en principe inférieure à 1 dm (pour une image de dimension jusqu à 25 km environ).

27 Office fédéral de topographie swisstopo Page 23 Cette méthode a en revanche un défaut majeur : la transformation de l image n est basée que sur son centre de gravité et ne dépend d aucune relation de voisinage. Ainsi, si l on transforme 3 images adjacentes de manière individuelle avec cette option, les images transformées risque de se chevaucher au de laisse apparaître des vides entre elles. Même si ces artefacts ne dépassent générale pas 1 voire 2 pixels, cela pose un problème cosmétique lors de la réalisation automatisée de mosaïques. C est pour cela que REFRAME offre deux options supplémentaires particulièrement adaptées aux mosaïques (voir ci-après). REFRAME propose cette option par défaut lorsqu un seul fichier a été sélectionné comme source et que la taille du pixel est inférieure à 2 mètres. Mosaïque (locale, haute résolution) Dans ce cas, pour un lot d images sélectionnées, REFRAME calcul le centre de gravité du lot ainsi que la transformation FINELTRA pour ce point, puis l applique de manière constante à toute les images du lot. Ainsi, tous les fichiers sont déplacés de manière uniforme, mais tout de même en prenant compte des conditions locales (au niveau du lot). L erreur maximale aux extrémités des images transformées est de l ordre de quelques centimètres à quelques décimètres, en fonction de la situation géographiques et des dimensions de la mosaïque. Le problème est par contre le même que pour la transformation individuelles lorsque l on veut regrouper différents lots : chevauchements et vides selon les endroits et le sens de la transformation. REFRAME propose cette option par défaut lorsque plusieurs fichiers ont été sélectionnés comme source et que la taille du pixel est inférieure à 2 mètres. Mosaïque (grande échelle, basse résolution) Cette dernière méthode est la plus simple et la plus pratique, puisqu il s agit de n appliquer qu une translation constate de ± 2'000'000 / ± 1'000'000 m. Elle offre l avantage d être flexible (transformation en plusieurs fois) et d être totalement réversible (indépendante des images sélectionnées, qu elles soient transformées simultanément ou non). Par contre, la précision est la moins bonne : les différences par rapport à une transformation rigoureuse avec FINELTRA atteignent 1.5 à 2 mètres à Genève, au Sud des Alpes et à Schaffhouse. REFRAME propose cette option par défaut le ou les fichier(s) sélectionné(s) comme source ont une taille de pixel supérieure ou égale à 2 mètres. Options En bas de la boîte de dialogue «Options raster», REFRAME propose deux options facultatives : La première permet d obtenir automatiquement une copie de l image brute originale (*.tif, *.jpg, *.ecw, etc.) lorsque l on transforme un fichier World file (fichier de calage *.tfw, *.jgw, *.eww, etc.). Cela permet de pouvoir ouvrir automatiquement l image transformée dans un logiciel SIG en étant certains que la structure du système de fichiers est respectée (le fichier image et le fichier World doivent impérativement avoir le même nom et se trouver dans le même répertoire). L inconvénient est que l image sera ainsi dupliquée et occupera de l espace de stockage supplémentaire, pour une information redondante. La seconde permet d arrondir les coordonnées à la taille de pixel et ainsi toujours avoir des coordonnées étant des multiples de la résolution. Cela a plus une utilité cosmétique que techniques mais, certains logiciels effectuant l arrondi automatiquement, il est préférable de le faire directement au très travers de REFRAME pour éviter une imprécision supplémentaire et pour que les détails du fichier journal soient concordants. Remarque : Dans tous les cas, REFRAME arrondit les coordonnées du géoréférencement au centimètre.