Cours Etudiant Topo [PDF]

Zitiervorschau

Chapitre 1 : Généralités sur la topographie

Chapitre 2 : Mesures linéaires & angulaires (théorie et tp) Chapitre 3 : Procédés topographiques de planimétrie (théorie et tp)

Sciences de la Terre La Terre fait l’objet des études de plusieurs disciplines (Sciences de la Terre): Géographie Géologie Pédologie Géophysique-Gravimétrie Séismologie Sciences Géodésiques (géomatiques, topographiques) …

Sciences Géodésiques Géodésie, GPS, Astronomie Topographie Photogrammétrie Cartographie SIG Télédétection Hydrographie, Marégraphie

Chapitre 1_partie 1: Généralités sur la topographie Définition: Du Grec TOPOS = lieu et GRAPHEIN = dessiner ou décrire La topographie est la science qui permet la mesure puis la représentation sur un plan ou une carte des formes et détails visibles sur le terrain, qu'ils soient naturels ou artificiels … = levé + report sur fond graphique Son objectif est de déterminer la position (plan (x,y)) et l'altitude (H) de n'importe quel point situé dans une zone donnée, qu'elle soit sa taille. Science basée sur : Mathématique, Physique, Informatique, …

Wikipédia

Les détails planimétriques: zonales (bâtiments), linéaire (routes), ponctuels (arbres) …. Le relief de terrain: par courbes de niveau, des points cotes, …

La topographie est l'art (science) de la mesure puis de la représentation sur un plan ou une carte des formes et détails visibles sur le terrain, qu'ils soient naturels (notamment le relief ) ou artificiels (comme les bâtiments, les routes, etc.). Synthèse de plusieurs défs.

Au point de vue applicatif, Le 1 er souci de la topographie est de répondre à toutes les questions liées au positionnement planimétrique (en plan) et altimétrique (en hauteur).

Moyens d’acquisition des données de positionnement:

Les données peuvent être obtenues par l'une des voies suivantes: • Terrestre: Tachéomètres, Théodolites, Stations Totales, Niveaux, Scanner Laser terrestre, • Aériennes: photo aériennes, scanner Lidar,

• Spatiales: GPS, image satellitaires optiques (Google earth; Google map), images Radar.

/ Télédétéction spatiale

On distingue entre la Topographie directe et celle indirecte …. Par point: - (x,y) :par mesure terrestre d’angle et de distance via sur terrain ou spatiale par GPS - -H: par mesure de hauteur sur terrain ou spatial par Gps

(H) (d)

(x,y)

(x,y,H)

Présentation du système GPS Le système GPS comprend au moins 24 satellites orbitant à 20 200 km d’altitude . Ces satellites émettent en permanence un signal complexe, constitué de données numériques et d'un ensemble de codes, daté précisément grâce à leur horloge atomique . Les données numériques transmises incluent en particulier des éphémirides permettant le calcul de la position des satellites, ainsi que des informations sur leurs horloges internes.

Système GPS

Global Positionning System: Système de Positionnement Global (Armée Américaine, 1978). GLONAS: Système Russe, 1980. GALILEO: Système Européen, 2008. Chine, Japon, Inde, …(systèmes en développement). Réseau GPS national.

Système GPS

Le milieu scientifique a su développer et exploiter des propriétés du système GPS pour de nombreuses applications :géodésie , transfert de temps entre horloges atomiques , étude de l’atmosphère , etc. Le GPS utilise le système géodésique WGS84 , auquel se réfèrent les coordonnées calculées grâce au système. Le premier satellite expérimental fut lancé en 1978 , mais la constellation de 24 satellites ne fut réellement opérationnelle qu'en 1995 .

La topographie indirecte ou par zone englobe toutes les techniques de mesures sans contact, on distingue entre la télédétection spatiale, la photogrammétrie et la lasergrammétrie. Ils sont principalement utilisées pour couvrir les larges territoires ou les zones à accès difficile, ….

La photogrammétrie: les photos aériennes prises par des caméras aéroportées par avions La télédétection spatiale : les images satellitaires permettent d’avoir des information au sol. Google map; Google earth. La lasergrammétrie :c’est le relevé par laser-scanner 3D qui permet l’acquisition d’ un fichier numérique (x,y,h) de tous les détails scannés.

Photographies aériennes

Photogrammétrie-Définition La photogrammétrie est une technique qui consiste à mesurer la surface observée à partir de clichés acquis en configuration stéréoscopique, en utilisant d’une part la vision stéréoscopique pour mettre en correspondance les deux images, et d’autre part une modélisation mathématique de la géométrie de prise de vue. Le principe est basé sur la perception humaine du relief par observation stéréoscopique. Un avion équipé d'une chambre de prise de vues vole au dessus d'une région, de façon qu'une partie du terrain figure sur deux clichés correspondant à deux positions différentes de l'avion. Traitement des photos à l’aide d’appareils de restitution photogrammétrique.

Cartographie La cartographie est l'art d'élaborer, de dessiner les cartes, avec un souci artistique. Le principe majeur de la cartographie est la représentation de données sur un support réduit représentant un espace réel. Ceci se fait par une prise d'informations sur le terrain: relevé de l'espace géométrique à représenter et relevé des données statistiques à représenter sur cet espace, avec comme objectif la simplification, la fiabilité et la meilleure compréhension des phénomènes (politiques, économiques, sociaux, etc.) qui y sont à l'œuvre.

Produits de la topographie

Selon l’application, les produits topographiques se distinguent entre: Plans, Cartes, Fichier numérique (x,y,h) Nuage de points, Profil en long, Profil en travers, Tableau de contenance (surfaces), Tableau de volume, Délimiation. ….

Altimétrie-Courbes de niveau Une courbe de niveau est une ligne qui joint tous les points situés à la même altitude. C'est aussi la ligne d'intersection d'un plan horizontal avec le relief du terrain. Plus les courbes de niveau sont rapprochées, plus la pente est raide. Entre deux courbes de niveau successives, on admet que la pente est régulière. La distance verticale séparant deux courbes de niveau s'appelle l'équidistance. les courbes directrices (principales), en trait épais continu et repérées par une indication d'altitude correspondant à une cote ronde. les courbes intermédiaires en trait fin continu.

Chapitre 2 : Les mesures en topographie Définition : Les mesures en topo. sont : distances et angles (horizontaux et verticaux). Chaque type angle dépend d’une référence. Indépendamment de la méthode d’observation utilisée, il faut suivre les étapes suivantes: Etapes: 1. Matérialiser les points, 2. Réaliser des croquis de repérage, 3. Mesurer les angles et les distances, 4. Reporter sur un fond.

Chapitre 2 : Les mesures en topographie Définition : indépendamment de la méthode d’observation utilisée, il faut suivre les étapes suivantes: Etapes: 1. Matérialiser les points 2. Réaliser des croquis de repérage 3. Mesurer les angles et les distances 4. Reporter sur un fond numérique

1. Matérialisation de points topographiques Il existe plusieurs formes de matérialisation des repères (points) géodésiques (topographiques) : Bornes, Monopodes, Quadripodes, Repères au sol, Minarets, Marabouts, Antennes, Rochers, …

Chapitre 2 : Les mesures linéaires et angulaires Définition : Les mesures en topo. sont : de distances(linéaires) et d’angles (horizontaux et verticaux). Chaque mesure dépend d’une référence. Indépendamment de la méthode d’observation utilisée, il faut suivre les étapes suivantes: Etapes: 1. Matérialiser les points 2. Réaliser des croquis de repérage 3. Mesurer les angles et les distances 4. Reporter sur un fond (dessin assisté par ordinateur)

2. Un croquis de repérage Définition: c’est un schéma permettant la localisation et le rétablissement d’un point topographique sur le terrain moyennant un minimum de 3 distances, bien réparties dans les 4 quadrants, le liant à des données permanentes. d2

d1

d3

Chapitre 2 : Les mesures en topographie Définition : Les mesures en topo. sont : de distances(linéaires) et d’angles (horizontaux et verticaux). Chaque mesure dépend d’une référence. Indépendamment de la méthode d’observation utilisée, il faut suivre les étapes suivantes: Etapes: 1. Matérialiser les points 2. Réaliser des croquis de repérage 3. Mesurer les angles et les distances 4. Reporter sur un fond (dessin assisté par ordinateur)

3. Mesurer les angles et les distances

3.1 Mesure de distances (linéaires): 1. Par chainage 2. Par instrument électronique

3. Mesurer les angles et les distances 3.1 Mesure de distances (linéaires): 1. Par chainage

2. Les mesures électromagnétiques

Principe : •

Un émetteur (distance-mètre) placé sur le point de départ émet un

signal électromagnétique, qui sera retourné à l’émetteur à travers un voyant (réflecteur) placé au point d’arrivée.

•

Au moment de l’émission un chronomètre se déclenche et mesure

le temps allé et retour plusieurs fois en quelques secondes. Connaissant la célérité de la lumière (299 792,5 km/s) et le temps aller retour , on déduit la distance.

2. Mise

en station d’un théodolite

Avant de mesurer un angle horizontal ou vertical: 1. Centrage: en stationnant l’appareil, il faut que le centre de celui-ci soit directement au dessus du point au sol (cette opération est réalisée à l’aide du plomb otique). 2. Calage: a l’aide des pieds du trépied, on centre la nivelle sphérique et à l’aide des vis calantes on règle l’horizontalité parfaite du plateau inférieur (nivelle horizontal) de telle sorte que l’axe mécanique de l’appareil soit parfaitement confondu avec la vertical du lieu.

3. Mesurer les angles et les distances

3.1 Mesure de distances (linéaires): 1. Par chainage 2. Par instrument électronique

3.2 Mesure d’angles (verticaux et horizontaux)

3.2 Mesure d’angles (verticaux et horizontaux) Angles horizontaux

3.2 Mesure d’angles (verticaux et horizontaux) Angles Verticaux

3.2 Mesure d’angles (verticaux et horizontaux) C quoi un gisement?

3.2 Mesure d’angles (verticaux et horizontaux) C quoi un gisement?

3.2 Mesure d’angles (verticaux et horizontaux) C quoi un cheminement?

3.2 Mesure d’angles (verticaux et horizontaux) Observer un cheminement fermé

3.4 Calcul de coordonnées planimétriques et altimétriques Coordonnées planimétriques