ArcHydro : détermination des bassins versants d’un territoire (1)

Nous allons utiliser ArcHydro pour calculer les différents bassins versants d’un territoire. Il est important de connaître les différentes étapes pour arriver au résultat, mais aussi de savoir sur quelles hypothèses on se base. En effet, les hypothèses utilisées par ArcHydro ne sont pas les seules existantes pour faire ce travail, par contre elles sont les seules disponibles dans le cadre d’ArcGis.

La détermination des bassins versants se fait en suivant les étapes:

    1- Détermination de la direction d’écoulement
    2- Détermination de l’accumulation d’écoulement
    3- Détermination du réseau d’écoulement
    4- Segmentation du réseau d’écoulement
    5- Détermination du bassin versant de chaque tronçon du réseau d’écoulement
    6- Fusion des bassins versants de chaque élément pour constituer des bassins versant de la taille souhaitée.

1- Détermination de la direction d’écoulement

Chaque cellule du MNT est entourée par 8 autres cellules.
directions d'écoulement
Le principe d’ArcHydro est d’établir vers quelle cellule s’écoule l’eau, à partir de la cellule centrale. Pour cela il calcule la pente entre la cellule centrale et les 8 cellules environnantes. Il considère que l’eau s’écoule vers la cellule qui a la pente la plus forte.
Cette hypothèse est une des bases d’ArcHydro, mais elle n’est pas universelle. D’autres algorithmes (non disponibles avec ArcGis) considèrent que, bien qu’il y ait un écoulement plus important vers la cellule avec plus forte pente, il y aura un écoulement vers toutes les cellules plus basses que la cellule centrale.

Pour suivre le processus nous allons utiliser le MNT corrigé lors des articles précédents (ArcHydro : 2- Préparer un MNT corrigé pour l’hydrologie – 1ère partie et ArcHydro : Préparer un MNT corrigé pour l’hydrologie – 2ème partie).

Pour calculer la direction d’écoulement cliquez sur « Terrain Preprocessing »-> « Flow direction »
calcul de la direction d'ecoulement
Le résultat montre les différentes directions d’écoulement calculées à partir du MNT.
carte des directions d'écoulement

2- Détermination de l’accumulation d’écoulement

La deuxième étape consiste à calculer combien de cellules s’écoulent, en amont, vers chacune des cellules du MNT.
calcul de l'accumulation d'écoulement

Quand aucune cellule s’écoule vers la cellule considérée, la valeur est de 0. Quand plusieurs cellules s’écoulent vers la cellule considérée, la valeur est égale à la somme de valeurs d’écoulement de ces cellules.

Pour calculer la direction d’écoulement cliquez sur « Terrain Preprocessing »-> « Flow accumulation »
Les seuls champs à renseigner sont le raster en entrée (Flow direction) et le nom du raster en sortie.

Le résultat se présente comme suit:

carte de l'accumulation d'écoulement

3- Détermination du réseau d’écoulement

Pourquoi réseau d’écoulement et pas réseau hydrographique? Le réseau hydrographique répertorie les « cours d’eau ». La qualification de cours d’eau repose essentiellement sur les deux critères suivants :

  • la présence et la permanence d’un lit naturel à l’origine, distinguant ainsi un cours d’eau d’un canal ou d’un fossé creusé par la main de l’homme;
  • la permanence d’un débit suffisant une majeure partie de l’année.
  • Dans notre cas, on ne tiendra pas compte de ces critères. Nous allons construire un réseau seulement à partir des données d’accumulation. On construit un réseau à partir d’un seuil d’accumulation, par exemple 150. Ceci revient à dire que, du moment où l’accumulation atteint 150 cellules, on considère que l’on est sur un tronçon de notre réseau hydrographique. Ceci est complètement indépendant du fait que cette cellule se trouve ou non sur le tracé d’un cours d’eau « officiel ». Il est clair qu’à partir d’un certain seuil, on se trouvera forcément sur les cours d’eau « officiels ».

    La définition du seuil ne répond à aucune règle absolue. Il dépend de l’objectif de l’étude, de la taille de votre zone d’étude, du type de terrain, bref, de beaucoup de paramètres. Ceci dit, ça ne vous avance pas beaucoup. Alors, comment trouver la bonne valeur?

    Dites vous que vous allez, à la fin du traitement, obtenir une photographie de l’ensemble de votre territoire. La valeur que vous allez choisir ici, pour créer votre réseau hydrographique, s’apparente au grain de votre photo. C’est la taille la plus petite pour laquelle vous pourrez avoir une information. En fonction de votre objectif, et sachant que plus vous ajoutez de la définition à votre photo, plus long et compliqué est le processus, vous devez trouver un bon compromis. Il est inutile d’ajouter de la définition très fine si vous ne recherchez qu’une vue globale, et il serait malvenue de choisir un gros grain si vos objectifs sont des études de détail de votre territoire.

    Pour calculer le réseau d’écoulement cliquez sur « Terrain Preprocessing »-> « Stream definition ». La fenêtre de définition s’ouvre:

    construction du réseau d'écoulement

    Vous pouvez rentrer soit le nombre de cellules d’accumulation, soit la surface moyenne de bassin versant à partir desquelles on considère qu’il y a « cours d’eau ». Ce qui est très utile c’est que, dès que vous rentrez une des deux valeurs, ArcHydro calcule automatiquement l’autre.

    Pour notre exemple, nous rentrons 150 cellules, ce qui correspond à un bassin versant d’environ 0,84 km².

    Le résultat de la commande est le suivant:
    carte du réseau hydrographique calculé

    Dans le prochain article on utilisera ce réseau calculé pour obtenir les bassins versants.

    ArcHydro : Préparer un MNT corrigé pour l’hydrologie – 2ème partie

    Nous avons vu dans l’article précédent,ArcHydro : Préparer un MNT corrigé pour l’hydrologie – 1ère partie, comment éliminer les dômes provoqués essentiellement par la végétation.
    Nous allons maintenant effectuer deux opérations:

  • prendre en compte des surfaces d’eau (lacs, étangs)
  • imprimer le réseau hydrologique connu sur le MNT
  • Puis, en dernière opération de préparation du MNT nous allons combler les cuvettes existantes dans notre MNT.

    Prise en compte des surfaces d’eau

    Le but de cette étape est de permettre au MNT d’avoir des surfaces lisses pour représenter les surfaces occupées par les lacs et les étangs. Pour cela il nous faut une couche vectorielle de polygones correspondants aux lacs. ArcHydro croisera cette couche vectorielle avec le MNT et, pour les cellules correspondantes, il affectera une valeur constante d’élévation.
    Quelle valeur?
    Deux possibilités:
    – vous indiquez la valeur d’élévation dans un champ attribut de la table
    – ArcHydro cherche la valeur minimale d’élévation sur les cellules qui constituent le bord du lac et affecte cette valeur (éventuellement avec un offset)
    table attributaire des surfaces d'eau
    Pour lancer le processus, cliquez sur « Terrain Preprocessing »-> »DEM Manipulation » -> « Level DEM »
    commande Level DEM
    La fenêtre permet de configurer la sortie et la façon d’affecter une valeur unique à la surface de chaque lac.
    configuration de Level DEM

    Impression du réseau hydrologique sur le MNT

    Bien sûr, on peut utiliser le MNT pour calculer les cours d’eau. Mais si on dispose d’une couche vectorielle des cours d’eau, on peut corriger les cellules proches de ceux-ci. Les corrections comprennent le biais de pente introduit par la végétation des rives, mais aussi assurent que le point le plus bas des deux berges se retrouve sur la cellule correspondante au cours d’eau.

    Pour imprimer le réseau hydrologique nous utilisons la commande « Terrain Preprocesing » -> « DEM Manipulation » -> « DEM Reconditioning ».

    menu dem reconditioning
    En plus des trois premiers champs (mnt en entrée, couche linéaire de cours d’eau, mnt en sortie) il y a trois paramètres que vous devez configurer. Pour cela vous devez avoir une connaissance de la zone.
    Le premier « Stream Buffer » et la largeur de la zone à « creuser » dans le mnt, de part et d’autre de la ligne de cours d’eau. Selon la taille de cellule du MNT, vous devez définir l’empreinte à faire pour chaque cours d’eau. Dans notre exemple, la maille du MNT est de 75m. En entrant une valeur de 2 nous provoquons une empreinte de 150m de part et d’autre du cours d’eau (la terrasse alluviale).
    Le deuxième « Smooth raise/drop » correspond au dénivellement, en mètres, de la terrasse alluviale ; différence de hauteur entre la cellule immédiatement à l’extérieur du « Stream Buffer » et le bord du cours d’eau. Dans notre exemple nous indiquons 5 mètres.
    Le dernier « Sharp raise/drop » est la profondeur moyenne du cours d’eau, c’est à dire la cellule directement en dessous de la ligne de la couche « cours d’eau ». Nous indiquons ici 2mètres.
    Une fois exécutée la commande pouvez utiliser le bouton « profil » de la barre d’outils 3D Analyste pour voir l’effet produit.
    profil d'un cours d'eau après DEM Reconditioning
    Sur le profil de gauche vous voyez la couper AVANT la commande. Sur le profil de droite vous voyez la même coupe APRES l’exécution de la commande.

    Remplissage des cuvettes

    La dernière étape pour obtenir un MNT hydrologiquement correct est de remplir les cuvettes existantes, soit dans le MNT d’origine, soit créées pendant les différentes étapes du pré-traitement. Les cuvettes sont des zones entourées par des cellules plus hautes et qui vont bloquer les directions d’écoulement.

    Pour les remplir nous utilisons la commande « Fill sinks » (Terrain Preprocessing -> DEM Manipulation -> Fill Sinks). Le seul élément à bien observer c’est de cocher la case Fill All, pour que toutes les cuvettes soient repérées et remplies.

    L’image suivante montre l’effet du remplissage sur une cuvette du MNT.
    profil de remplissage d'une cuvette

    Le résultat c’est un MNT Hydroloigiquemenbt correct:
    mnt corrigé hydrologiquement correct

    Nous allons utiliser ce MNT pour voir les différents calculs possibles sur le réseau hydrologique d’un territoire.

    Pour commencer, dans le prochain article, nous verrons comment calculer les bassins versants des cours d’eau.

    ArcHydro : 2- Préparer un MNT corrigé pour l’hydrologie – 1ère partie

    Un Modèle Numérique de Terrain est une représentation des élévations d’un territoire. Chaque cellule (pixel) de ce MNT contient une valeur de hauteur. Selon le moyen de génération de cette surface et la taille définie pour les cellules, la hauteur affectée à la cellule est plus ou moins proche de l’exacte réalité.

    Si vous souhaitez utiliser le MNT pour une vue 3D du territoire (Avec ArcScene, par exemple), vous pouvez l’utiliser tel quel et sans précaution particulière. Par contre, si vous souhaitez modéliser l’écoulement de l’eau sur la surface de ce territoire, la première chose à faire, et la plus importante est de la corriger et de l’adapter à cet objectif.

    De ce que vous ferez durant cette étape, dépend la qualité des résultats obtenus en ce qui concerne les bassin versants et les différents calculs hydrologiques possibles.

    Une correction habituelle consiste à rechercher es cellules entourées par des cellules plus hautes. Ces cuvettes poseront un problème lors de la détermination des directions d’écoulement, car l’algorithme ne peut plus sortir de la cuvette. On procède alors, dans le prétraitement du MNT, au remplissage, de ces cuvettes jusqu’à trouver une cellule adjacente plus basse que la hauteur de remplissage. Cette cellule sera donc la cellule exutoire lors du calcul d’écoulement.
    remplissage d'une cuvette du MNT

    Par contre, il est extrêmement rare de trouver des références à un autre type de correction, tout aussi important,: les dômes.
    De plus en plus de MNT ont des moyens d’acquisition très fins. Les hauteurs acquises ne correspondent pas toujours au niveau du sol, mais souvent à la couche supérieure de la végétation. Une forêt avec des arbres d’une hauteur moyenne sera déterminée avec ce delta d’élévation.
    hauteurs du MNT non corrigé
    Sur cet exemple, tout à fait théorique, le MNT de base est représenté par le trait bleu, tandis que le niveau qu’il devrait avoir pour correspondre à la réalité est indiqué par le trait rouge.

    Si nous gardons ces dômes, ils modifieront artificiellement les écoulements de l’eau, surtout sur des zones plates ou à faible pente.

    Nous allons donc commencer par écrêter les dômes, en utilisant ArcHydro Tools et la calculatrice raster de Spatial Analyst.

    Comment enlever les dômes

    ArcHydro possède un outil qui comble les cuvettes. Nous allons l’utiliser pour enlever les dômes, qui sont en définitive des cuvettes inversées. Si nous prenons l’image précédente et que nous l’inversons, nous avons des cuvettes que nous pouvons remplir.
    inversion du mnt pour écréter les dômes

    Pour obtenir ceci, il suffit d’afficher le MNT dans ArcMap, vérifier que la symbologie est « étirée » (« stretched ») pour que dans la fenêtre de légende nous ayons la valeur Mini et Maxi du MNT.
    Nous allons travailler avec un MNT du Finistère (données srtm) et des couches hydrologiques du SANDRE. Si vous voulez suivre par vous mêmes le processus, vous pouvez télécharger ces fichiers sur notre site, en cliquant ici.
    mnt non corrigé
    On va prendre la valeur maxi et lui ajouter 25%. Dans notre exemple la valeur maxi du Mnt est de 200m, on va prendre donc la valeur 250.
    On va inverser le MNT en soustrayant 250 à chaque cellule du MNT. Pour cela on utilise la calculatrice raster de Spatial Analyst.
    inversion du mnt avec la calculatrice raster

    Le résultat se trouvera donc dans un nouveau raster MNT_A.
    mnt inversé
    Vous pouvez constater que, maintenant les valeurs vont de 257 (250 – (-7) ) à 50 (250 – 200) et que les zones basses sont devenues les zones hautes et vice-versa.

    Si on applique maintenant la commande de remplissage des cuvettes d’archydro, nous allons combler les dômes inversés.
    Pour cela, cliquez sur Terrain preprocessing-> DEM Manipulation -> Fill Sinks
    archydro Fill sinks
    La fenêtre de configuration de Fill sinks apparaît;
    options de fill sinks
    Laissez toutes les options par défaut, sauf le nom du raster résultant. Appelez-le MNT_A_Fill.
    mlnt écrêté avec fill sinks
    Ce raster contient le MNT d’origine SANS les dômes qui ont été remplis.
    Mais il est toujours inversé. Maintenant nous allons le retourner à l’endroit, avec la calculatrice raster
    remise à l'endroit du mnt avec la calculatrice raster
    Le résultat est notre nouvel MNT, sans dômes, et à l’endroit.
    mnt écrêté

    Jusque là, nous sommes occupés seulement des dômes, mais pas de véritables cuvettes qui se trouvent toujours dans notre MNT. On pourrait passer la commande Fill Sinks maintenant pour remplir ces véritables cuvettes, mais nous avons deux opérations à faire sur le MNT qui peuvent en générer. Il est plus simple de laisser cette opération de remplissage des cuvettes pour la fin du prétraitement.

    Dans prochain article nous allons faire cette deuxième partie.

    Analyse comparative des méthodes d’interpolation pour générer des MNT (Modèle Numérique de Terrain)

    Vous l’aurez compris en regardant les articles de ce mois-ci, nous nous intéressons particulièrement au passage en 3D des données territoriales. La sortie d’ArcGis Pro avec ces deux fenêtres côte à côte (fenêtre 2D type ArcMap et fenêtre 3D type ArcScene) est une nouveauté qu’il faut étudier. A long terme ça deviendra soit le standard pour la plupart des SIG, soit un vague souvenir de tentative manquée. Cela dépendra en grande partie de vous: soit vous trouvez que ça vous apporte un plus dans votre travail, soit c’est un gadget dont vous pouvez vous en passer.
    Il faut donc l’essayer, mais pour cela, bien évidement, il faut avoir des données affichables en 3D. La première de toutes est le MNT (Modèle Numérique de Terrain), sur lequel s’afficheront toutes vos autres données.
    Pour générer un MNT on part de données vectorielles (points, lignes, surfaces) contenant des informations de hauteur (élévation), que l’on interpole pour avoir une surface continue XYZ.
    La précision du modèle de terrain généré dépend du mécanisme d’interpolation utilisé. Il est donc nécessaire d’étudier la performance comparée des différentes méthodes dans ce contexte. Nous avons comparé les techniques d’interpolation générales, à savoir: l’inverse de la distance pondérée (IDW), le krigeage, la méthode ANUDEM (topo vers raster d’ArcGis), le voisin naturel, et la méthode Spline.

    Les différents types de méthodes d’interpolation.

    Des méthodes d’interpolation différentes appliquées sur les mêmes données peuvent produire des résultats différents. Il est donc nécessaire d’évaluer la pertinence comparée de ces méthodes.
    Les méthodes d’interpolation sont basées sur le principe de l’autocorrélation spatiale, qui suppose que, plus les points sont proches, plus ils se ressemblent. Vous trouverez dans la littérature beaucoup de méthodes d’interpolation. elles sont généralement classées en deux catégories: les méthodes locales et les méthodes globales.
    Les méthodes locales prédisent la valeur d’un point sur la base des valeurs des points dans le voisinage. Les méthodes locales les plus utilisées sont:

  • la méthode de l’inverse de la distance pondérée (IDW),
  • la méthode polynomiale locale,
  • la méthode du voisin naturel (NN), et
  • les méthodes de base radiales (Spline).
  • D’autre part, les méthodes d’interpolation globales, telles que les fonctions d’interpolation polynomiale, utilisent tous les points d’échantillonnage disponibles pour générer des prévisions pour un point particulier. Ces méthodes facilitent l’évaluation et l’élimination de phénomènes globaux (tels que la tendance) dans les données physiques.
    Toutes ces méthodes sont aussi dites déterministes par opposition aux méthodes géostatistiques.

    Le krigeage

    C’est une méthode d’interpolation géostatistique qui utilise un variogramme(analyse de la variabilité des données en fonction de la distance qui les sépare). Le variogramme dépend de la répartition spatiale des données plutôt que sur les valeurs réelles. Quand on applique la méthode de krigeage on peut voir des résultats pour des points en entrée différents de la valeur en entrée.

    La méthode IDW

    C’est une technique d’interpolation déterministe locale qui calcule la valeur d’un point en effectuant la moyenne des valeurs des points situés dans le voisinage pondérées par l’inverse de la distance au point calculé: plus les points sont proches,plus la pondération affectée est forte.
    Elle estime que les points plus proches de l’emplacement à calculer auront plus d’influence.

    La méthode du voisin naturel

    Cette méthode cherche le sous-ensemble d’échantillons le plus proche à un point et applique une pondération en fonction de la zone où ils se trouvent. C’est une méthode déterministe locale et les hauteurs interpolées sont forcément à l’intérieur de la plage de valeurs utilisées. Elle ne produit pas de pics, de fosses, de crêtes ou vallées qui ne sont pas déjà présents dans les échantillons en entrée et s’adapte localement à la structure des données en entrée. Elle ne nécessite pas de paramétrage par l’utilisateur et fonctionne aussi bien pour des données réparties régulièrement ainsi qu’irrégulièrement.

    La méthode d’interpolation Spline

    Cette méthode utilise une fonction mathématique afin de minimiser la courbure de la surface et produit une surface lisse qui correspond exactement aux points d’entrée.

    La méthode ANUDEM (topo vers raster d’ArcGis 3D Analyst)

    Cette méthode utilise une technique d’interpolation spécialement conçue pour créer une surface qui représente au mieux une surface de drainage naturel et préserve à la fois les lignes de crête ainsi que les réseaux de cours d’eau.

    Résultats de la comparaison des méthodes d’interpolation

    Nous avons comparé les différentes méthodes avec le référentiel IGN lors de plusieurs projets, en calculant l’erreur quadratique moyenne.
    Afin d’étudier la sensibilité des méthodes d’interpolation selon la nature du terrain nous avons regroupés les résultats selon trois types de pente: zones avec peu de pente, zones de forte pente, et zones présentant un mélange des deux. Les résultats sont présentés sous forme qualitative (étoiles) mais on peut indiquer que les meilleurs résultats ont un EQM de l’ordre de 50 cm et les moins bons un EQM de l’ordre de 2m.

    .
    D’une manière générale, nous pouvons dire que les méthodes IDW et krigeage s’adaptent plutôt bien, quelles qu’elles soient les variations de terrain. Les autres méthodes sont généralement plus sensibles aux variations. La méthode ANUDEM a de très bonnes performances quand il s’agît du calcul de crêtes et de zones de flux d’écoulement..
    Dans les zones à faible pente, le Krigeage et le Voisin Naturel donnent de très bons résultats, et nous conseillons de les adopter dans ce cas. Dans les zones de forte pente, les différences moyennes sont moins marquées et ont doit les analyser plus au cas par cas. Le Voisin Naturel s’applique mieux sur des petites zones d’étude. Pour le calcul des zones d’écoulement la méthode ANUDEM donne les meilleurs résultats.
    La méthode du voisin naturel a montré des valeurs quasiment optimales sur des surfaces lisses.
    Les méthodes basées sur la Spline adaptent une surface courbe minimale en passant par les points d’entrée. Elle préserve les tendances dans les données de l’échantillon et s’adapte aux changements rapides de gradient ou de pente.
    Dans tous les cas, le krigeage donne de bons résultats, même pour les zones de forte déclivité ainsi que pour les zones couvrant des pentes abruptes et douces à la fois. Cette méthode tient compte des structures d’auto-corrélation des hauteurs de la zone, afin de définir les poids optimaux. Mais, en contrepartie, la méthode a besoin d’un utilisateur qualifié, possédant de bonnes connaissances en géostatistiques.

    Comment extraire les hauteurs de terrain de Goggle Earth pour faire son propre MNT

    Allez sur le site http://www.zonums.com/gmaps/terrain.php?action=sample
    Ne vous inquiétez pas, c’est absolument gratuit.

    Vous avez à définir deux choses:
    1- La méthode échantillonnage
    Soit vous souhaitez une grille régulière, soit des points au hasard. Dans les deux cas, vous êtes limités à 5000 points en tout.
    2- Les coordonnées du cadre géographique
    En déplaçant la souris sur la carte vous avez les coordonnées qui s’affichent dans le bandeau supérieur. Rentrez les coordonnées du coin haut droit et bas gauche.

    Cliquez sur « Get elevations » puis choisissez si vous voulez voir s’afficher les points au fur et à mesure de leur capture. Pour une première fois vous pouvez les afficher, mais ceci ralentit pas mal le processus.

    A la fin du processus vous aurez une fenêtre vous proposant d’exporter les résultats.

    Choisissez les unités (mètres) et le type de fichier texte. Pour ArcGis nous vous conseillons de choisir le séparateur virgule (comma).
    Une fenêtre avec les données ascii s’affiche.

    Sélectionnez tout le contenu (Ctrl A), copiez-le dans le presse papier (Ctrl C).
    Ouvrez un nouveau fichier avec le bloc notes.
    Copier le contenu du presse papier (Ctrl V)
    Enregistrez le fichier avec le nom choisi et n’oubliez pas de changer le type de fichier de *.txt en *.* (Tous les fichiers) pour pouvoir lui mettre une extension .csv. De cette manière vous pouvez le charger dans ArcGis directement et sans problème.

    Attention quand même à un détail: si vous avez des zones marines dans votre emprise, les points situés sur l’eau auront comme valeur -32768.000. Si vous les laissez tels quels vous aurez des surprises au moment de la génération du MNT!
    Selon votre choix pour la fabrication du MNT, remplacez les valeurs par des 0 ou bien effacez les lignes concernées.
    Dernier conseil pour la route, n’oubliez pas de commencer votre processus de génération du MNT en projetant les données de Google Earth: elles sont en latitude-longitude WGS84 et pour générer des MNT il vous faut des données projetées (lambert 93, par exemple), les mêthodes d’interpolation pouvanr donner des résultats un peu bizarres si vous restez en degrés.

    Comment passer vos données de la 2D à la 3D pour exploiter pleinement ArcGis Pro 1.0? 6-création de surfaces vecteur 3D

    Le principe des surfaces, par rapport aux données vecteur classiques (points, lignes, polygones) est d’être continues sur toute l’emprise de travail. Dans une couche vecteur de points, il n’y a aucune informations stockée sur tous les endroits où il n’y a pas de point. Dans une couche de type surface, tous les endroits possèdent de l’information: là où il n’y en a pas on stocke l’information qu’il n’y en a pas! (NODATA).
    Nous avons vu comment créer une surface raster das l’article précédent. Les rasters sont constitués de cellules carrées de même taille partout. L’inconvénient de ce type de surface c’est le volume de données en rapport avec la taille de cellule: plus la taille de cellule est petite, plus le volume du fichier augmente.
    Une manière de réduire a taille, et par conséquent le temps de traitement et d’affichage, est de faire des cellules de taille différente: là où il y a de l’information on utilise de petites cellules pour stocker correctement la structure détaillée des entités géographiques, là où il n’y a pas d’information on utilise une seule et grande cellule. Pour pouvoir faire ceci, il convient d’utiliser des cellules triangulaires à la place des cellules carrées : on construit ainsi un réseau triangulaire irrégulier (TIN).

    Créer une surface vecteur TIN

    Dans ArcGis vous disposez de l’outil « Créer un TIN » dans la boîte à outils 3D Analyst->Gestion de données->TIN

    La surface créée apparaît visuellement comme une surface raster et peut être utilisée telle quelle dans ArcMap et ArcScene.

    La différence réside dans la structure de l’information: à la place de pixels raster on a des triangles.

    Créer une surface vecteur TERRAIN (Jeu de données de MNT)

    Un jeu de données de MNT (Terrain Dataset en anglais) est une surface TIN multi-résolutions créée à partir de plusieurs sources de données stockées en tant qu’entités dans une géodatabase (sources lidar, sonar,photogrammétriques). Les MNT résident dans la géodatabase, à l’intérieur du jeu de données où sont stockées les entités utilisées pour leur création.

    Les MNT ne contiennent pas vraiment les données mais plutôt les règles des classes d’entités participantes, semblables à des topologies.
    Les règles du jeu de données de MNT contrôlent la manière dont les entités sont utilisées pour définir une surface. Ainsi, une classe d’entités qui contient les lignes de falaise peut être utilisée dans une règle selon laquelle ses entités sont des lignes de fracture rigides. Cela produira l’effet escompté, à savoir la création de discontinuités linéaires (des « marches ») sur la surface.

    Les règles indiquent également le mode de participation d’une classe d’entités selon la plage d’échelles. Il se peut que des entités soient nécessaires uniquement pour les représentations de surface de moyenne échelle à grande échelle. Vous pouvez utiliser des règles afin d’empêcher toute utilisation à petite échelle, d’où une amélioration des performances.

    Un jeu de données de MNT au sein d’une géodatabase fait référence aux classes d’entités d’origine. Il ne stocke pas, à proprement parler, une surface en tant que raster ou TIN. Au lieu de cela, il organise les données en vue d’une récupération rapide et dérive une surface TIN à la volée. Cette organisation implique la création de « pyramides » de MNT utilisées pour n’extraire rapidement que les données nécessaires à la génération d’une surface du niveau de détail requis dans une zone d’intérêt donnée, à partir de la base de données. Le niveau de pyramide approprié est utilisé par rapport à l’échelle d’affichage actuelle ou peut être choisi par l’utilisateur dans des fonctions d’analyse.

    L’apport de ce « format » dans ArcGis est considérable, non seulement par le fait qu’il permet d’intégrer plusieurs couches de données différentes pour « fabriquer » le modèle de terrain, mais aussi par la puissance et vitesse de traitement « à la volée ». Si vous avez à utiliser un MNT pour votre travail, cette option de travail a été conçue pour vous!

    MAIS…, et oui, il y a un mais et un grand. C’est un format d’avenir, mais pas tout à fait de présent. Il ne peut pas être chargé dans ArcScene et pas non plus dans la vue 3D d’ArcGis Pro. Comme il est généré à la volée, rien n’a été prévu dans les visualiseurs 3D d’ArcGis pour faire ce travail. Si vous en avez un, il faut le transformer en couche statique (raster ou TIN) pour pouvoir le charger dans une vue 3D, en attendant un jour une version d’ArcScene et d’ArcGis Pro qui le prenne en charge.