Altitudes
Vouloir représenter des altitudes sur une carte est plutôt courant.
J’explique ici comment créer de toutes pièces une carte représentant les élévations.
Je voudrais avoir un fond de carte pour mieux représenter les altitudes de Paris, à l’échelle d’un cycliste. Les fonds de cartes à l’échelle de France avec des altitudes allant jusqu’à presque 5000 mètres ne nous intéresse pas.
On voudrait éxagérer le relief entre 30 et 130 mètres pour pouvoir se rendre compte d’un faux plat tel que sur la rue de la République.
Source de données
Les altitudes sont généralement obtenues par des satellites ou pour des mesures plus précises par avion.
Il existe des bases mondiales telles que l’américaine STRM ou la japonaise ASTER. Ces deux bases donnent l’altitude d’un point environ tous les 30 mètres.
En France, l’IGN a met à disposition des données ouvertes dans la base BD ALTI. La précision est d’un point tous les 75m. Elle n’a donc strictement aucun intérêt par rapport aux bases mondiales. Il existe aussi la RGE ALTI de l’IGN avec une précision remarquable de 5 mètres, mais je n’ai jamais eu l’occasion de l’essayer tellement les prix sont prohibitifs.
L’Europe fournit les données avec un pas de 25m en se basant sur les données STRM et ASTER. Elles sont librement téléchargeable sur le site de EU-DEM. Ce sont ces données qui vont être utilisées.
Récupérer le bon fichier
Nous voulons un rectangle autour de Paris. Le coin nord-ouest est aux
coordonnées (lon ; lat) (2,1 ; 49,0) et coin sud-est (2,6 ; 48,7).
Les données de EU-DEM sont dans le système de projection EPSG:3035. Une unité dans cette projection correspond à un mètre. Chaque fichier représente un carré de 1000km de côté, dont le centre est indiqué dans le nom du fichier.
Pour convertir mes coordonnées sphériques vers cette projection, j’utilise GDAL :
echo -e "2.1 49.0 \n 2.6 48.7" | gdaltransform -s_srs EPSG:4326 -t_SRS EPSG:3035
3744051.46720138 2907303.46758626 0
3777142.88025981 2870291.83692777 0
On en déduit qu’il faut le fichier EUD_CP-DEMS_3500025000-AA.tif.
La commande gdalinfo EUD_CP-DEMS_3500025000-AA.tifgdalinfo EUD_CP-DEMS_3500025000-AA.tif permet d’avoir plus d’informations.
D’une part on y découvre que le fichier contient le système de projection utilisé et qu’il s’agit d’une image carrée de 4000×4000 pixels, et que chaque pixel représente 25 mètres.
Au lieu de représenter une couleur, un pixel représente une altitude.
Pour éviter de manipuler un fichier de 4Go, et donc de risque de se retrouver un peu à l’étroit en mémoire vive, nous découpons le fichier autour des coordonnées qui nous intéressent :
gdalwarp -te 3744051 2870291 3777142 2907303 EUD_CP-DEMS_3500025000-AA.tif paris.tif
Mapzen terrain tiles
Il existe également une méthode bien plus simple pour récupérer le tif sur la
zone que vous voulez.
Il suffit d’utiliser le service proposé par Mapzen : https://mapzen.com/documentation/terrain-tiles/build-a-map/#desktop.
Merci à Thomas Gratier de me l’avoir signalé.
Jouons avec QGIS
QGis est très à l’aise avec ce type de fichiers. Importons-le dans un projet vierge comme couche raster.
On obtient une image en niveau de gris, et on reconnait la Seine et ses boucles, la Marne et d’autres affluents :
Des couleurs !
On va modifier le style de la couche pour en faire quelque chose de plus sympatique.
En choississant un type de rendu Singleband pseudocolor, puis en choississant
le color map Reds suivi d’un clic sur Classify on obtient une proposition
pour un gradient de rouges pour représenter environ 100 m d’écart.
Le résultat est un peu décevant :
Des ombres
Ce qu’il nous manque, c’est des hillshade ou des ombres pour souligner le
relief. Ici intervient à nouveau gdal avec son outil gdaldem :
gdaldem hillshade paris.tif paris_ombres.tif.
Il est également possible d’utiliser gdaldem directement depuis QGis
au travers du menu Raster>Analysis>DEM (Terrain Models).
Le résultat est finalement plus proche de ce qu’on imagine :
Combinons les deux
Nous choissions la fusion des deux couches (blending) avec le mode multiply pour obtenir l’image suivante :
Courbes de niveau
Les courbes de niveau parlent particulièrement à certains habitués des cartes. Nous générons une courbe tous les 10 mètres avec :
gdal_contour -a altitude -i 10.0 paris.tif iso10.shp
ou au travers du menu Raster>Extraction>Contour.
Le résultat n’est plus un fichier raster, mais un fichier vectoriel au formate shapefile.
En répétant l’opération pour obtenir les courbes tous les 50 mètres, puis en jouant avec les styles dans QGis, il est possible d’obtenir le rendu suivant :
Pour une utilisation ultérieure, nous convertissons les fichiers
shapefile en GeoJSON dont les coordonnées seront en (lon ; lat)
(dont l’identitifant est 4326) et
non plus dans la projection originale des données altimétriques :
ogr2ogr -t_srs EPSG:4326 -f geojson iso10.geojson iso10.shp
Utilisation web
Si le but était de créer une carte papier, le composeur de QGis serait tout à fait indiqué.
Cependant, si on désire faire une carte interactive pour le web, il faut
transformer les images en tuiles, ici en utilisant gdal2tiles afin d’avoir
des images de taille différente selon le niveau de zoom.
gdal2tiles.py --zoom=9-14 --s_srs EPSG:3035 paris_tout.tif
En utilisant Tangram, avec le style défini dans un fichier yaml, on obtient la carte suivante, contenant le relief, les courbes de niveau et le réseau routier.
La dernière étape est de travailler sur la qualité du rendu pour obtenir un résultat plus lisible et plus joli. Mais il s’agit là d’un travail demandant bien plus de temps que de traiter les données et qui dépasse largement le cadre de ce guide.