Joly, Daniel

Sauter, Alain

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Identifier les structures du paysage par le calcul des intervisibilités

HAL-uB

HAL - Université de Franche-Comté

FIG Saint-Dié-des-Vosges12 octobre 2012Identifier les structures du paysage par le calcul des intervisibilitésDaniel JOLYDR CNRSUniversité de Franche-ComtéIntroductionUn outil : P_ImageHistoriqueUne méthode fondée sur la géomatiqueBase(s) de données spatialesDonnées en entrée• MNT • Image d’occupation du solà résolution de n m• MNT • Image d’occupation du solà résolution de n’ m (n’ > n)xx• MNT • Image d’occupation du solà résolution de n’’ m (n’’ > n’)• MNT • Image d’occupation du sol à résolution de n’’’ m(n’’’ > n’’)- informations sur le positionnement des bases de données,- tableau des hauteurs standard affectées aux classes d’occupation du solou images MNE (LIDAR),xxxHauteur standard ou MNE ?Hauteurs standard = simplicité, mais : généralisation abusive (?)Les hauteurs standard  sont dérivéesde l'occupation du sol :MNE avec du « grain » de précision30 mMNE = - gain de précision,- hauteur des objets bien représentée- coût d’acquisition élevé,- mise en œuvre complexe.Planche réalisée par Alain Sauter dans le cadre de sa thèse (2011, ThéMA) ;MC à Paris 1.Bâti haut = 20 m MontbéliardPlan haut. std. Haut. MNE0 – 300 m 7,6 ha 8,05 ha300 – 1500 m 5,45 ha 5,72 ha1500 – 3000 m 2,33 ha 2,06 haAmpleur de vue moyenne sur l'ensembledu territoire d'étudeMontbéliardArbres= 25 m05Habitation = 7 mPrincipes méthodologiques« Voir » n’est pas « être vu » :• depuis chaque point de grille XY, on calcule les surfaces vues (VU),• chaque point de grille XY est plus ou moins vu (SV).Dans cet exemple,on voit beaucoup … … et beaucoup plus que l’on est vuLa méthode de calcul du « VU » et de la « SV » repose sur la technique ditedu « lancé de rayon »Le « VU »24 rayons espacés de 15°échantillonnent le tour d’horizonLa « SV »La technique du « lancé de rayon » nécessite de paramétrer :• l’intervalle entre deux rayons,paramétrage• la longueur du rayon pour chacune des bases (portée).quatre échantillonnages :15°(A), 6°(B), 3°(C), 1°(D) ;portée : 120 pixelsPixels testésPlus l’échantillonnage est serré,plus le rayon est long, meilleurs sont les modèles ; mais …… plus les temps de calcul sont longsPour réduire les temps de calcul, on peut écarter les rayons et/ou réduire leur portée …… mais la représentation des espaces visibles sera de piètre qualité.Recours à plusieurs bases de donnéesemboîtement d’échelle sur deux bases ;échantillonnage à 2°(180 rayons),portée : 30 pixelsPixel testéRapidité de calcul,prise en compte des éléments les plusfins de l’occupation du sol (base 1),tests portés jusqu’aux plans lointains(40 km).Intervisibilité globaleEtendue d’espace VU depuis tous les pixels de l’aire d’étudeLieux à partir desquels on voit 9 pixelsOn voit peu d’espaceOn voit beaucoup d’espaceLoueÉchantillonnage à 3°(120 rayons) ;3 bases (10, 30 et 150 m) ; portée : 50, 100, 100 pixels Ampleur de l’exposition à la vueLieux non vusLieux peu vusLieux très exposés à la vueLoueLocalisation des pixels vus/voyant (ex. de la Loue)Pixels vus depuis la LoueQuantité d’espace vu depuis la LoueÉchantillonnage à 3°(120 rayons) ; 3 bases (10, 30 et 150 m) ; Portée : 50, 100, 100 pixels Pixels voyant la LoueAmpleur de l’exposition à la vue de la LoueCalculs de l’espace vu selon une autre métrique :les surfaces angulairesSurface des habillagesaÔb = tan(ab/(oa)) = 10°aÔc = tan(ac/(oa)) = 18°Surface angulaire = 10*18 = 180 deg²Surface de la topographierÔs = tan(ab/(oa)) = 10°rÔt = tan(ac/(oa)) = 3,9°Surface angulaire = aÔb = tan(ab/(oa)) = 3,9°aÔc = tan(ac/(oa)) = 6,1°Surface angulaire = 3,9*6,1 = 23,8 deg²10*3,9 = 39 deg²Les surfaces angulairesde la topographie des objets de l’occupation du solLieux confinésSA faibleSA élevéLoueLa composition visuelledu paysageTous les indicateurs tels qu’ils ont été construits donnent des informations sur la structure du paysage.Ces indicateurs sont ensuite mobilisés dans le cadre d’applications variées (prix du paysage, analyses multivariées assorties de classifications, …).Représentation cartographique « par bandes » qui met en évidence les principaux objets donnés à voir depuis tout point de l’espace.  D’autres fonctions :Espaces vus le long d’un itinéraire,Représentation d’objets virtuels (crêtes, versant, massifs, …),Contrastes paysagersConclusionReconstitution des paysages d’hier et de demain Paysage de Chapelle-des-Bois (25) en 1840 (A), 1990 (B) et 2030 (C)AABCBCReprésenter les paysagesen ayant recoursà plusieurs bases de donnéesBases utilisées : 10 m, 50 m et 250 mBases utilisées : 2 m, 10 m et 50 mReprésenter les paysages disparus,les paysages actuels ou en devenirLes espaces vus le long d’un itinéraire(ex. de la Loue)de l’amont vers l’avalSourcede la Loueécart élevéécart minimeécart élevéLieux plus visibles de l’aval vers l’amontOn voit peu d’espaceOn voit beaucoup d’espacede l’aval vers l’amontSourcede la LoueLoueécart minimeLieux plus visibles de l’amont vers l’avalSourcede la LouePremier problème : pour accélérer les calculs, il est possible de limiter la portée des tests ;---> mais les plans lointains ne sont jamais pris en compte.Second problème : on peut aussi écarter les rayons, mais certains objets ne sont pas détectésProblèmes du lancé de rayonsÉchantillonnage lâche à 15°: rapide mais partiel)Échantillonnage plus serré (3°) : long mais plus exhaustif

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