Bathymétrie et topographie

Bathymétrie

La bathymétrie est la science de la mesure des profondeurs et du relief des fonds sous-marins pour déterminer la topographie du sol des lacs. Cette dernière s’effectue à l’aide d’un échosondeur couplé à un GPS.
Nous centralisons les différentes mesures et informations dans un ordinateur de terrain équipé d’un logiciel permettant le traitement futur des données.

Matériel utilisé

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Système complet de mesure, enregistrement et synchronisation des données suivantes :
• hauteur d’eau
• position géo-référencée

Position géo-référencée

Le récepteur GPS mono-fréquence calcule une position à une fréquence de 10Hz (10 mesures par seconde) pour une précision absolue inférieure à 60cm.
Le calcul d’une position GPS de qualité requiert la réception de signaux d’un minimum de 5 satellites, ainsi que les signaux de corrections différentielles, issus d’un satellite géostationnaire.

Hauteur d’eau

La hauteur d’eau est mesurée par une sonde de bathymétrie (ou transducteur) sur une fréquence de 200KHz, à une cadence de 6Hz (6 mesures par seconde). La précision de la mesure est égale à 0,2% de la profondeur.

Exemples :

  • Pour 10m de profondeur, la précision sera de 2cm ;
  • Pour 50m de profondeur, la précision sera de 10cm ;

La mesure fournie par la sonde correspond à la distance mesurée entre le transducteur immergé et le fond. La portée de mesure de la sonde est de 0,3m à 100m de profondeur.

Prise de mesure sur le terrain

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Nous quadrillons toute la zone d'interêt dans le but d’avoir un maximum de données afin d'augmenter notre précision (limiter l'extrapolation).

Les éléments suivants sont pris en considération lors de la prise de mesure :

  • Profondeur du transducteur :une calibration manuelle est effectuée avant chaque début de mesure afin d’avoir la profondeur réelle.
  • La température de l’eau ainsi que la salinité
  • Le nombre de satellite afin de définir notre précision

Topographie

La topographie est l'art de la mesure puis de la représentation sur un plan ou une carte des formes et détails visibles sur le terrain.
Son objectif est de déterminer la position et la profondeur (ou l’altitude) de n'importe quel point situé dans une zone donnée

Matériel utilisé

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Programme complet de traitement de données permettant la modélisation de terrain, la modélisation bathymétrique et l’analyse de surface.

Traitement des données brutes

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Nous transférons les données récoltées par le système bathymétrique au programme.
Lors du transfert nous effectuons les opérations suivantes :

  • Balayage pour éliminer les erreurs de mesures (perte de satellite, mouvement de bateau, etc.)
  • Application d’un filtre pour éviter la superposition des données et pour une meilleure lecture de carte
  • Correction du niveau du lac en fonction des jours des prises de mesures

Méthodes calculs et maillage

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Sur les données récoltées (valeurs XYZ) est posé un maillage régulier dont on peut ajuster la précision (maillage plus ou moins petit). Etant donné que les mesures sont irrégulières et incomplètes (la profondeur de tout l’espace n’est pas mesurée), il est nécessaire d’extrapoler les valeurs de z aux endroits où il n'existe aucune donnée. Nous calculons la profondeur à tous les nœuds du maillage.

De plus, afin de rendre l’extrapolation des valeurs de profondeur la plus précise possible nous intégrons sur le maillage des lignes de séparation. Cette méthode permet d’éviter de relier 2 points dont le niveau d’eau pourrait être complètement différent en raison du barrage artificiel que pourrait provoquer une digue par exemple.

Géolocalisation

  • En premier lieu, nous géo-référençons un plan, une image ou autre.
  • Ensuite, nous superposons nos deux cartes afin de pouvoir localiser exactement notre bathymétrie
  • Pour finir, nous digitalisons notre carte afin de conserver uniquement les données nécessaires pour la réalisation de la carte.

Cartes et résultats

La carte finale est adaptées aux intérêts et aux attentes: nous pouvons mettre en évidence différents niveaux, faire ressortir les points importants tels que limites de profondeur, zones etc. Nous pouvons aussi faire plusieurs cartes à des niveaux d’eau différents.

Exemples de cartes

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Réalisations

2012

Bathymétrie du port d’Ouchy

Mandataire: Ville de Lausanne


2012

Bathymétrie du port de Vidy

Mandataire: Ville de Lausanne


2012

Bathymétrie et prises de vues sous-marines de la digue à proximité du bateau du CIO

Mandataire: Ville de Lausanne