La plupart des utilisations ‘‘classiques’’ des MNT font appel à des traitements que l’on retrouve assez fréquemment et qui conduisent à des informations dérivées du MNT. Une liste exhaustive est proposée ci-après, en précisant le cas échéant les difficultés que posent ces traitements. Cette énumération recouvre principalement des produits de type cartographique, utilisable dans tout SIG mais également des traitements dérivés non intégrables, par exemple profils en long. Ainsi, un logiciel dépourvu de capacité à traiter l’altimétrie brute pourra tirer parti de l’essentiel du MNT à travers ces produits dérivés.

Courbes de niveau

La production de courbes de niveaux à partir de MNT est une opération très tentante, moins pour satisfaire des utilisations (les courbes ne sont pratiquement pas utilisables dans un système d’information géographique) que pour retrouver des habitudes visuelles et cartographiques. Cette opération n’est néanmoins pas aussi simple qu’on peut l’imaginer au premier abord.

La détermination d’une courbe de niveau dans un TIN se fait en déterminant l’intersection des triangles avec le plan horizontal de la courbe, ce qui conduit à des polygones ou lignes brisées.

figure 1

Pour un modèle raster, la méthode relève du suivi de contour utilisé classiquement en traitement d’image, ce qui produit là aussi des lignes brisées en escalier, compte tenu de la forme rectangulaire ou carrée des mailles.

Cet aspect lignes brisées peut se révéler inesthétique pour des applications purement cartographiques. On procède alors à des opérations de lissage qui atténuent cet inconvénient.

On génère ainsi des polygones ayant un très grand nombre de nœuds, que certains logiciels ne peuvent manipuler. Il faut alors éliminer les nœuds les moins représentatifs, sans altérer trop le lissage précédent... On se retrouve alors avec un ensemble de courbes de niveau en nombre généralement très élevé, et dont certaines délimitent des zones de très petites tailles, non significatives, qui seront éliminées lors d’une ultime phase de traitement !

On le voit, le procédé est complexe. En outre le résultat obtenu ne sera pas forcément satisfaisant d’un point de vue géographique, surtout si le MNT a été produit à partir de courbes de niveau numérisées ! Dans ce dernier cas l’écart entre l’information source et les courbes extraites peut être non négligeable.

figure 2

Il s’agit des polygones représentant les points du territoire compris dans une classe d’altitude. Généralement, la méthode pour les construire est très proche de celle utilisée pour les courbes de niveau. Le lissage des contours n’est pas indispensable ici (les ‘‘escaliers’’ étant moins visibles sur des aplats de couleurs).

En revanche, la simplification de ces contours (diminution du nombre de noeuds et élimination des trop petites zones) s’avère bien souvent indispensable. La figure 2 donne un aperçu d’un tel zonage, et un exemple d’ensemble de classes d’altitude.

Cartes de pentes

La seule connaissance de l’altitude d’un terrain n’est parfois pas suffisante pour apprécier certains phénomènes. La connaissance de la pente est également utile.

S’il s’agit d’un TIN, la pente (au sens ligne de plus grande pente) de chaque triangle est calculée facilement, et peut même être affectée comme attribut numérique.

S’il s’agit d’un MNT raster, le calcul est plus délicat. Il faut dans ce cas calculer la pente en chaque point, par rapport aux quatre, voire huit, plus proches voisins ; puis considérer la moyenne, ou la valeur maximale ainsi calculée comme étant la pente recherchée.

figure 3

On se retrouve alors, selon le cas, avec un pavage plan de triangles affectés d’une pente (figure 3), ou avec une information raster concernant la pente du terrain. Pour être exploitable en terme de cartographie, on regroupe cette information en classes de pente (à l’instar des zones hypsométriques) pour obtenir une couche d’information polygonale sur la pente.

Une simplification peut s’avérer encore utile compte tenu du très grand nombre de petits polygones générés (la pente varie en effet dans des proportions plus grandes que l’altitude).

Cartes d’orientation, cartes d’ensoleillement

Une information sur l’orientation du sol (exposition pour les cultures, etc.) peut aussi s’avérer utile. L’orientation, qui est une information vectorielle (une direction) peut toutefois être codée plus ou moins finement par une valeur (selon les quatre quadrants des points cardinaux, par exemple : N=1, E=2, S=3, W=4). On imagine facilement alors le procédé qui conduit à des cartes d’orientation (figure 4). On veillera à choisir une représentation des ombrages correspondant à une position du Soleil au Nord Ouest pour garantir une bonne perception du relief par l’œil.

figure 4

Le cas des cartes d’ensoleillement n’est qu’un cas particulier, où l’on affecte non pas un codage de l’orientation, mais le produit scalaire de l’orientation avec la direction du Soleil à une date donnée. On obtient alors une simulation de l’éclairage du terrain par le Soleil, les ombres portées en moins.

Cartes d’intervisibilité

Si l’on voulait visualiser les ombres portées, il faudrait alors déterminer les points du MNT qui ne sont pas visibles pour un observateur qui regarderait le terrain de très haut selon une direction parallèle aux rayons du Soleil. Certains logiciels le permettent, en exploitant des algorithmes très connus dans le monde de l’image de synthèse.

Les cartes d’ombres portées ainsi obtenues s’apparentent à une famille de cartes appelées cartes d’intervisibilité, ou encore co-visibilité. Ces cartes représentent, par des polygones, les zones du MNT qu’un observateur, placé en un point quelconque, peut observer. Ces cartes sont utiles pour des études paysagères, par exemple. On peut traiter des cas complexes en calculant la visibilité de plusieurs points, de tronçons, voire de zones.

Bassins versants

Il est possible, à l’aide d’un MNT, de tracer les écoulements d’eau en surface. On considère pour cela chaque point par rapport aux autres points de son environnement immédiat et on détermine ainsi les écoulements possibles entre eux, selon les lignes de plus grande pente. Pour chaque point, on considère donc tous les points qui lui envoient potentiellement de l’eau et tous ceux qui reçoivent son eau. Différents algorithmes permettent de tracer un réseau d’écoulement et d’en déduire les limites des bassins versants.

Ces informations peuvent être de type linéaire, comme par exemple des profils en long, ou des coupes de terrain.

Elles peuvent être plus complexes, comme des vues en perspectives, drapées ou non par des informations provenant de sources différentes (photo aérienne, image satellite, couche d’information vectorielle issue d’un SIG).

figure 5

De nombreux autres produits dérivés plus spécialisés pourraient être décrits (recherche de cuvettes, crêtes, talwegs...).

De nombreuses informations cartographiques dérivées d’un MNT peuvent être produites par les logiciels au coup par coup. Ceci est particulièrement vrai pour les informations dérivées non directement utilisables dans les SIG, qui sont en général des demandes spécifiques.

Si les autres produits sont également réalisables ponctuellement, leur capacité à être intégré directement dans un site doit encourager la réalisation de produits sur étagère, seule solution à pouvoir satisfaire rapidement les utilisateurs et développer les applications.