Données MNT expliquées : sources d'élévation gratuites pour le SIG

Les données d'altitude constituent l'une des couches fondamentales des systèmes d'information géographique. L'altitude de la surface influence l'écoulement de l'eau, l'emplacement des routes et des bâtiments, ainsi que la structure de l'environnement. Sans prise en compte de l'altitude, de nombreux types d'analyses peuvent s'avérer inexacts. C'est pourquoi les modèles numériques de terrain sont utilisés dans presque tous les projets SIG.

Qu'est-ce qu'un MNT ?

Un MNT (Modèle Numérique de Terrain) est une représentation numérique de l'altitude sous forme de grille raster. Chaque cellule de ce raster contient une valeur d'altitude, mesurée en mètres au-dessus du niveau de la mer.

Un MNT décrit une surface comme un champ continu de valeurs, ce qui facilite l'analyse des processus naturels. Contrairement aux données vectorielles, il ne contient pas d'objets individuels, mais uniquement l'ensemble de la surface et ses caractéristiques.

Types de modèles d'altitude

Bien que le terme MNT soit souvent utilisé de manière générique, il existe en pratique plusieurs types de modèles qu'il est important de distinguer.

DEM (Digital Elevation Model) : un concept général qui peut inclure différents types de données d'altitude.

Modèle numérique d'altitude (DEM) d'une section de la forêt nationale de Bitterroot. Source : USGS

DSM (Digital Surface Model / MNS - Modèle Numérique de Surface) : un modèle de surface qui prend en compte tout ce qui se trouve sur le sol, comme les bâtiments, les arbres et les infrastructures. Ce type de données est utilisé, par exemple, pour analyser les environnements urbains ou les signaux radio.

Rendu d'ombrage modifié à partir de données DSM issues du lidar sur une partie de l'incendie d'Eaton. Source : USGS

DTM (Digital Terrain Model / MNT - Modèle Numérique de Terrain) : un modèle de terrain "nettoyé" qui ne conserve que la surface du sol, sans aucun objet. Il est le plus souvent utilisé en hydrologie et en ingénierie.

Il est important de comprendre la différence entre ces modèles, car ce choix affecte les résultats de l'analyse.

Sources de données

Plusieurs MNT open-source populaires sont utilisés dans les SIG.

`SRTM`

L'un des ensembles de données les plus courants, avec une résolution d'environ 30 mètres. Convient à la plupart des tâches de base.

`Copernicus DEM`

Un ensemble de données plus moderne et plus précis, disponible avec une couverture mondiale.

`ASTER GDEM`

Une source alternative de MNT qui peut être utilisée selon la région.

`ALOS`

Un modèle numérique de surface avec une taille de pixel de 30 mètres dans la version gratuite et de 5 mètres dans la version payante (qui a servi de base à la version gratuite moins précise).

`FABDEM`

Un modèle numérique de terrain global (MNT) avec une taille de pixel de 30 mètres. Disponible pour les zones situées entre 60° de latitude sud et 80° de latitude nord. Il s'agit actuellement du seul MNT mondial gratuit.

`NASA EarthData`

Un portail offrant un accès à divers ensembles de données, y compris des modèles d'altitude.

`REMA`

Un modèle numérique de surface pour l'Antarctique uniquement, mais avec une taille de pixel allant jusqu'à 2 m, et l'erreur verticale de certains pixels peut être inférieure à 1 m.

`Arctic DEM`

Un modèle numérique de surface disponible uniquement pour la région de l'Arctique, avec une résolution de pixel allant jusqu'à 2 mètres.

Le choix de la source dépend de la précision requise et de l'échelle de l'analyse. Des informations plus détaillées sur les données de relief peuvent être trouvées ici.

Résolution et précision

L'un des paramètres clés d'un MNT est la résolution spatiale. Elle détermine la taille des cellules du raster.

Par exemple :

30 m : niveau de détail élevé
1 km : modèle généralisé

Plus la résolution est élevée, plus le modèle est précis, mais plus le volume de données est important et le traitement complexe. Pour les projets locaux, il est important d'utiliser les données les plus détaillées, tandis que pour les analyses mondiales, une résolution plus grossière suffit.

Comment les MNT sont utilisés

Les modèles numériques de terrain sont utilisés dans de nombreuses applications.

Dans l'analyse de terrain, un MNT permet de calculer la pente et l'orientation, qui sont importantes pour évaluer les conditions du terrain. En hydrologie, le MNT est utilisé pour modéliser le ruissellement de l'eau, identifier les bassins versants et analyser les risques d'inondation.

Dans les études urbaines, les données d'altitude permettent de prendre en compte les caractéristiques du terrain lors de la planification de la construction et des infrastructures.

En écologie, le MNT est utilisé pour analyser les habitats et la répartition des processus naturels.

Méthodes d'analyse

Les MNT sont utilisés pour effectuer de nombreuses opérations. L'une des plus courantes est l'ombrage (hillshading), une visualisation du relief basée sur l'éclairage qui rend la carte plus attrayante visuellement.

Sont également fréquemment utilisés :

le tracé de courbes de niveau
le calcul de pente
l'analyse de surface raster

Ces méthodes transforment les données brutes en résultats compréhensibles et utiles.

Exemples d'application

Les MNT sont largement utilisés dans des applications concrètes. Par exemple, dans la modélisation des inondations, ils aident à identifier les zones vulnérables aux crues. Dans les régions montagneuses, ils sont utilisés pour évaluer le risque de glissement de terrain. Dans la conception de routes, les MNT permettent de prendre en compte les variations d'altitude et de sélectionner les itinéraires optimaux.

Tendances

Les progrès technologiques mènent au développement de modèles d'altitude plus précis. Les données LiDAR, qui permettent de produire des MNT à très haute résolution, jouent un rôle de plus en plus important. Le traitement des données en temps réel et l'intégration avec d'autres sources se développent également.