Introduction Flashcards
Quel est l’objectif général de la modélisation numérique de terrain ?
Représenter la surface continue de la terre sous forme numérique en maintenant le volume d’informations utilisées dans les limites raisonnables.
Donner une définition de modèle.
- Une représentation simplifiée d’une réalité complexe
- Une abstraction d’une réalité où, en fonction d’un but spécifique, les éléments essentiels sont mis en évidence et les détails non- essentiels sont éliminés.
Donner une définition de terrain.
- L’espace de la terre considéré du point de vue de sa nature, de sa structure et de son relief.
- C’est la surface solide de la terre entière ou d’une partie de celle-ci.
Donner une définition de modèle numérique de terrain (MNT).
- Représentation statistique de la surface continue du sol
- Grand nombre de points choisis (X, Y et Z)
- Système de coordonnées arbitraire
- Fréquemment employé comme référence à une représentation numérique d’une surface topographique.
Qui sont à l’origine du terme MNT ?
Deux ingénieurs américain (1958) :
- Miller
- La Flamme
Quels sont les principaux événements ayant influencés l’évolution du MNT ?
1) Cartographie assistée par ordinateur (CAD) (1959)
2) Ordinateurs puissants
3) Positionnement par satellite (GPS) et télédetection
Définiser les termes MNT, MNA et MNS.
- MNT : modèle numérique de terrain
- MNA : modèle numérique d’altitude
- MNS : modèle numérique de surface
Qu’est-ce qu’un modèle numérique d’altitude (MNA) ?
- Anglais : DIgital Elevation Model (DEM)
- Pour un MNT, on mesure les hauteurs des points au-dessus d’un niveau de référence absolu (datum), habituellement le Niveau Moyen des Mers (géoïde)
- Fait référence à l’altitude du sol.
Qu’est-ce qu’un modèle numérique de surface (MNS) ?
- Grille régulière qui possède en chaque point une altitude (+haute altitude).
- Habituellement utilisée en milieu urbain, cette grille affiche les altitudes du terrain naturel ou des structures artificielles.
- Structures considérées : bâtiments, routes, arbres, etc.
Présenter trois approches pour générer des modèles et préciser lesquels elle permet de créer.
- Numérisation de cartes topographiques : MNT
- Images satellites ou photogrammétrie aérienne : MNS
- LiDAR : MNS et MNT
Donner quelques exemples d’applications de MNT dans le domaine du génie civil.
- Calculs de remblais et de déblais lors de la construction de routes
- Conception et implémentation des projets linéaires (ex. routes et voies ferrées)
- Calcul volumétrique lors de construction de barrages et de réservoirs
Donner quelques exemples d’applications de MNT dans le domaine des sciences de la terre.
- Produire des modèles du fond marin (bathymétrie)
- Étude des réseaux de drainage et délimitation de bassins versants
- Cartographie géologique
- Création de cartes de pente et d’orientation
Donner quelques exemples d’applications de MNT dans le domaine militaire.
- Apporte une connaissance du terrain
- Détermination de la position optimale de radars, lance-missiles, équipements de communication
- Optimisation des déplacements
- Systèmes de guidage des missiles
- Simulation de combat
Donner quelques exemples d’applications de MNT dans les domaines de la géomatique, télédetection et cartographie.
- Les représentations numériques du terrain forment un des principaux éléments de la géomatique.
- Utilités : mesure, planification, analyse de terrain, visualisation, simulation, prise de décision, etc.
Décrire de manière générale le processus menant à la créant d’un produit utilisant le MNT.
1) Monde réel -> acquisition
2) Génération du MNT
3) Manipulation
4) Visualisation / Interprétation
5) Application
Quelle option choisir pour la création d’un MNT ?
L’option préférée sera toujours un équilibre entre la précision souhaitée du MNT et les coûts liés à sa création.
Quelles sont les principales sources d’acquisition de données ?
- Courbes de niveaux numérisées
- Plus fréquent
- Cartes analogues
- Numérisation : manuel, semi-manuel ou auto
- Post-traitement : enregistrer, vectoriser, éditer et étiqueté
- Photogrammétrie et télédetection
- Qualité de MNT dépend de la qualité de l’image et de la méthode d’échantillonnage de données
- LiDAR, SAR et RADAR
- Dispendieux $$
- Très précises !
- Observation directe (arpentage)
- Dispendieux
- Prend bcp de temps
- La plus précise
- Convient pour des petites surfaces
Quels sont les deux structures de données les plus populaires pour le stockage et l’affichage de surfaces topographiques ?
- Grille rectangulaire ou structure de la matrice d’élévation
- Réseau Triangulaire Irrégulier (RTI)
Quelles sont les caractéristiques d’une grille rectagulaire ou structure de la matrice d’élévation ?
- Représentations d’images (2D) qui utilisent un modèle de points (Pixel)
- Le plus utilisé
- Plus facile de gérer par l’architectures des ordinateurs
- Élévations peuvent être stocker facilement dans
un tableau en 2D - Ch. point peut être associé à une ligne et une colonne
- Simplification de traitement d’information et développement d’algorithme.
Quelles sont les caractéristique d’un Réseau Triangulaire Irrégulier (RTI) ?
- Triangulated Irregular Network (TIN)
- Représentations d’images (2D) utilisant un modèle de points (Pixel)
- Réseau de triangles connectés
- Nœuds irrégulièrement espacés
- Les nœuds représentent les points d’observation par des coordonnées x et y (2D) et les valeurs z (0.5D)
Quels sont les avantages de RTI vs Grille ?
- Possibillité de générer plus d’informations dans les zones de relief complexe
- Éviter le problème de la collecte de données redondantes dans les zones de relief simple
Quelles sont les étapes de manipulation d’un MNT ?
- Édition : corriger les erreurs et mettre à jour
- Filtrage : lissage et amélioration
- Lissage : réduit ou supprime des détails
- Amélioration : souligne les discontinuités du terrain
- Réduit le volume de données du MNT
- Modifie la résolution de l’image
- Intégration de plusieurs MNT adjacents
- Conversion entre différentes structures de données
Quels sont les deux niveaux d’interprétation d’un MNT ?
- Géomorphologie générale
- Calcul de pente
- Calcul de gradient de surface
- Calcul d’orientation
- Géomorphologie spécifique
- Caractéristiques et attributs du terrain en relation avec l’hydrologie de surface
- Délimitation de bassins hydrographiques
- Simulation du ruissellement hydrologique
Donner des exemples d’analyses réalisées à l’aide d’un MNT.
- Analyse de visibilité
- Détermination des zones obscures
- Calcul de profils
- Calcul de volumes
Quels sont les deux formes de visualisation ?
- Visualisation interactive : permet d’explorer, de calibrer et d’affiner les prémisses du modèle
- Visualisation statique : communication des résultats
Quels sont les principales méthodes de visualisation d’un MNT ?
- Traditionnelle : courbes de niveaux
- Hillshading : relief ombré
- Modélisation 3D et animation
Quels sont les types d’échantillonnage de surface continues ?
- Aléatoire
- Régulier
- Hybride
Quels sont le points critiques lors de l’échantillonage d’une surface ?
- Sommets et fossés
- Ligne de crête
- Fond de vallées
- Failles
- Falaises
- Versants
Qu’est-ce que la résolution ?
Distance entre deux points adjacents : paramètre déterminant de la qualité de MNT !
Donner une échelle de grandeur pour la précision/exactitude d’un MNT.
- Précision planimétrique : mm au mètre
- Précision altimétrique : mm au mètre
Quelle est l’origine du mot topographie ?
- Topos = lieu
- Graphein = dessiner
Donner deux exemples d’appareil d’acquisition de données manuels.
- Théodolite
- RTK (DGPS)
Qu’est-ce que la photogrammétrie ?
Technique de mesure qui consiste à déterminer la forme, les dimensions et la situation d’un objet dans l’espace à partir de plusieurs prises de vues photographiques de cet obet.
Quels sont les trois méthodes pour faire de la photogrammétrie ?
- Méthode (semi-) manuelle
- Méthode (semi-) automatique
- Plateforme (avion, drone, etc.)
Qu’est-ce qu’un modèle de données ?
Modèle qui décrit la manière dont sont représentées les données.
Pourquoi on a besoin d’un modèle de données ?
- Les méthodes d’acquisition nous donnent un ensemble non ordonné, discret et continu de données (points).
- Une relation topologique est nécessaire pour pouvoir réaliser des analyses.
En quoi consiste les courbes de niveau ?
- Lignes sur une carte qui relient des points avec la même élévation.
- Très utiles pour comprendre la topographie d’une région.
Quels sont les trois types de modèles de données en MNT ?
- Courbes de niveau
- Grille rectangulaire
- Réseau de triangles irréguliers (TIN)
Quels sont les avantages des courbes de niveau ?
- Généralement faciles à obtenir
- Structure adaptée à la saisie de l’information du terrain
- Adaptée à la perception humaine
Quels sont les inconvénients des courbes de niveau ?
- En fonction de l’équidistance entre les courbes –> certaines infos sont négligées
- La précision dépend de la précision de la source de données
- Inadaptée à l’exploitation par ordinateur
Qu’est ce que la cartographie mobile et comment ça fonctionne en général ?
- Processus de collecte de données géospatiales à partir d’une plateforme en mouvement.
- Composés d’un ensemble intégré de capteurs de navigation synchronisés temporellement et de capteurs d’imagerie montés sur une plateforme mobile.
Quels sont les différents capteurs de navigation ?
- GNSS : Global Navigation Satellite System
- Enrégistre la position de l’appareil
- IMU : Inertial Measurement Unit
- Enregistre l’orientation de la plateforme
Quels sont sont les différents capteurs d’imagerie ?
- Caméra
- Ex. : UrbanMapper-2P & Ultracam Falcon Prime
- RADAR : Radio Detection and Ranging
- Ex.: Navtech RADAR CIR
- LiDAR : Light Detection and Ranging
- Capteur actif
- SONAR : Sound Navigation and Ranging
Comment utiliser ces appareils ?
- Autonome surface vehicule (bateau, voiture…)
- Humain
- Drone
- Bateau (mobile LiDAR/SONAR system)
Présenter le grand principe des technologies de géoréférencement direct (équation).
Point géoréférencé en 3D = Localisation (GNSS) + Orientation (IMU) x Mesure directe d’objet (capteur d’imagerie)
Nommer quelques caractéristiques du LiDAR.
- Fonctionnement :
- Émet de très courte pulsations d’énergie électromagnétique vers le sol
- Distance = temps de retour de la pulsation
- Une partie traverse la végétation
- Modélise le relief par balayage laser
- Produit des échantillonages d’une très grande densité
- Mesure l’altitude avec une grande précision
- Alternative pour les secteurs difficiles
- LiDAR aéroporté : laser monté dans un avion
