Les systèmes sac à dos et véhicules Viametris capturent des données GNSS permettant aux utilisateurs de géoréférencer facilement tout scan effectué. Avoir des données géoréférencées ouvre un monde de possibilités pour ce qui peut être fait avec elles, mais comment savoir quelle projection est la bonne pour les données et les applications ?

La Terre n’est pas une surface plane. Sa forme peut être définie comme une ellipsoïde qui se rapproche d’une sphère. C’est pourquoi le moyen le plus précis de la représenter est d’utiliser un globe. Cependant, fabriquer et transporter un globe n’est pas pratique et pose des limites. Pour cette raison, les cartes et des projections géographiques ont été inventées.

Que sont les projections géographiques?

Les projections sont une manière de représenter la Terre sphérique comme une surface plane. Cela peut sembler une tâche simple mais pose de nombreux défis et il existe de nombreuses approches à ce problème. Imaginons un ballon de plage entièrement gonflé représentant la Terre. Si le ballon est coupé dans le but d’avoir toute sa surface à plat sur une table, certaines parties seront pleines de plis et d’autres parties étirées. C’est la raison pour laquelle il est impossible de représenter la surface de la Terre sur une carte plane.

C’est ce que les projections tentent de résoudre. Imaginons un globe translucide avec une source de lumière à l’intérieur. Toute la surface de la terre serait projetée à l’extérieur du globe. En plaçant une structure (cône, cylindre, plan) autour ou tangente au globe, il est possible de capturer cette image projetée sur une surface plane (voir image ci-dessous).

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Projections cartographiques illustrées
Crédits: Rice Space Institute

Types de projections géographiques

Il y a différentes manières de classer les projections cartographiques. Dans cet article, nous allons parler de deux d’entre elles :

Classification basée sur la surface tangente

Comme mentionné dans la section précédente, une projection peut être obtenue en plaçant une surface tangente à l’ellipsoïde terrestre. En fonction de la façon dont cela est fait, il existe trois catégories principales :

Planaire

Ces projections sont également appelées projections azimutales ou zénitales et projettent des données cartographiques sur une surface plane tangente au globe en un seul point. Dans la plupart des cas, elles sont utilisées pour cartographier les régions polaires, de sorte que ce point de contact corresponde au pôle Nord ou Sud.

Conique

Les projections coniques projettent les données cartographiques dans un cône placé sur un globe. Le cône est tangent au globe sur une seule ligne de latitude, appelée parallèle standard. Les distorsions augmentent au Nord et au Sud de cette ligne, elles ne sont donc généralement appliquées qu’à des parties d’un hémisphère.

Cylindrique

Les projections cylindriques placent un cylindre autour du globe dans lequel projeter les données. Le cylindre peut toucher le globe le long d’un parallèle (latitude) ou d’un méridien (longitude).

Classification basée sur la préservation d’une propriété métrique

Toutes les projections introduisent un certain type de distorsions, car elles essaient de représenter le globe en deux dimensions. Il existe quatre propriétés métriques qui peuvent être affectées par les projections : la surface, la forme, la direction et la distance. Ces propriétés sont gérées différemment par chaque projection et au moins l’une d’entre elles est préservée mais toutes ne peuvent pas être conservées en même temps. Sur cette base, quatre catégories principales peuvent être définies :

Équivalente

Les projections équivalentes présentent n’importe quelle zone de la carte dans des proportions réelles par rapport à sa zone réelle sur Terre. Généralement, cela conduit à des distorsions dans les formes.

Conforme

Les projections conformes préservent les angles et les formes. Avec ces projections, tous les angles mesurés à partir d’un point sont corrects. Cela se fait au prix de distorsions dans les mesures de surface.

Équidistantes

Dans les projections équidistantes, la longueur d’une ligne particulière dans la carte doit correspondre exactement à la longueur des lignes sur la surface courbe (l’ellipsoïde).

Azimutale

Les projections azimutales garantissent que toutes les directions d’un seul point à tout autre point de la carte sont vraies. Ce point est l’endroit où le plan est tangent à l’ellipsoïde.

Ci-dessous un exemple interactif qui illustre les distorsions causées par différentes projections :

Comment choisir une projection

Nous avons parlé de nombreux types de projections, mais comment savoir exactement laquelle utiliser? Pour y répondre, les points à considérer sont :

  1. Quel est le but de la carte?
  2. Quel est la zone d’intérêt ?

La réponse à la première question déterminera les attributs de métrique à hiérarchiser. Par exemple, pour créer une carte de densité de points qui illustre des quantités par rapport à une zone (par exemple, la densité de population), on a besoin d’une projection équivalente pour éviter de déformer les données.

Ensuite, il faut déterminer la zone à cartographier. Une règle simple peut être de choisir en fonction de la latitude de la zone d’intérêt : les zones tropicales (près de l’équateur) peuvent être cartographiées à l’aide de projections cylindriques, les latitudes moyennes peuvent utiliser des projections coniques et les régions polaires peuvent utiliser des projections planaires. De nos jours, les progrès du calcul permettent de modéliser facilement différents types de projection dans une zone spécifique. L’aspect important à considérer est de choisir la projection qui présentera le moins de distorsions pour la zone d’interêt.

En résumé

Les projections sont un moyen de représenter le sphéroïde terrestre sous la forme d’une carte bidimensionnelle. Toutes les projections cartographiques sacrifient certains attributs métriques pour ce faire. Cependant, tant que l’objectif de la carte est clair, il est possible de minimiser ces distorsions et de présenter des données avec précision. Les systèmes et logiciels Viametris permettent de travailler facilement avec n’importe quelle projection, à choisir judicieusement donc !

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