topographie.

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topographie.
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PRÉSENTATION

topographie, disposition des reliefs naturels et artificiels ; par extension, science de leur représentation graphique et cartographique à partir de relevés de terrain ou de
signaux électromagnétiques (télédétection satellitaire).
D'après son étymologie, le mot « topographie « correspond à la description détaillée d'une région (le mot grec topos signifiant « lieu « et graphein « écrire «). Cette
description d'une région se traduit par une représentation graphique et cartographique précise du lieu sur des supports divers, généralement des cartes ou des plans
(voir cartographie).

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UNE SCIENCE PLURIDISCIPLINAIRE

La topographie est une science pluridisciplinaire associant la géographie, la géologie, l'astronomie (radioastronomie), les mathématiques (géométrie, trigonométrie) et la
physique (gravimétrie). La topographie est aussi directement liée à la topométrie, puisque le topographe mesure des angles et des distances.
Pour le grand public, les cartes altimétriques permettent notamment de suivre les chemins de randonnées (par exemple, les cartes à l'échelle 1/25 000 de l'Institut
géographique national -- IGN). Sur une carte, les cotes (ou altitudes) de certains points sont indiquées précisément, tandis que les autres points sont interpolés en utilisant
des courbes de niveau.

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PROJECTIONS TOPOGRAPHIQUES

Les points sont repérés sur une surface géodésique de référence, qui peut être le géoïde (surface idéalisée de la Terre considérée comme lisse) ou un ellipsoïde
(voir géodésie). La Terre est généralement représentée par un ellipsoïde de révolution, avec un rayon à l'équateur de 6 378,190 km pour un aplatissement de 1/298,5. La
troisième dimension (dimension verticale) permettant de décrire le relief est l'altitude.
Les points terrestres sont alors projetés et repérés dans un système de coordonnées suivant un système géodésique (repère affine) et un réseau géodésique de points
matérialisés (points de référence de coordonnées connues). Trois types de coordonnées peuvent être utilisés pour repérer les points : le système géographique (en latitudes
et longitudes exprimées en valeurs angulaires), le système cartésien (référentiel géocentrique dont l'unité est le mètre), et les systèmes de projections cartographiques
planes (unité métrique). Trois types de projection existent : des projections équivalentes (conservation des surfaces), des projections conformes (conservation locale des
angles), et des projections équidistantes (conservation des distances à partir d'un point donné). Aucune projection (conique, cylindrique, azimutale, etc.) ne permet de
conserver tous les paramètres (distance, angle, etc.). En France, le point fondamental de référence est situé sur le Panthéon à Paris.

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MÉTHODES DE RÉALISATION DES CARTES TOPOGRAPHIQUES

Diverses méthodes permettent de réaliser des cartes topographiques à partir de la détermination des coordonnées de points. La mesure de distances et d'angles est
nécessaire pour réaliser ces cartes. Dans le passé, les mesures étaient difficiles à réaliser, longues et peu précises, généralement effectuées à partir de points spécifiques
(tours, croix des églises, etc.), avec des moyens limités (nombre de tours de roue ou de pas).
Dans une zone locale, des appareils topométriques permettent de définir les altitudes, soit par nivellement direct ou géométrique (mesures successives de différence
d'altitude par rapport à un point connu, à partir de mires et d'un niveau optique), soit par nivellement indirect ou trigonométrique (calcul de la distance oblique entre deux
points et de l'angle avec l'horizontale, à l'aide d'un appareil nommé théodolite).
À plus grande échelle, les géomètres-topographes utilisent le système de positionnement par satellite GPS (Global Positioning System), qui permet de déterminer en temps
réel l'altitude d'un point sur Terre. La méthode est basée sur la connaissance de la pseudo-distance (décalage temporel entre les signaux émis et reçus, permettant de
connaître le temps mis par l'onde entre le satellite et le récepteur au sol) ou du déphasage (différence de phase entre le signal reçu et celui généré par le récepteur).
Des méthodes aéroportées permettent également de réaliser des cartes spatiales (voir photogrammétrie). La photographie aérienne et l'emploi de techniques sophistiquées
(radar, satellites artificiels) font désormais partie intégrante du processus d'élaboration de cartes topographiques. La télédétection, qui permet d'analyser à distance un objet
ou une zone, donne une signature spectrale et/ou géométrique permettant de définir les caractéristiques du sol avec une certaine résolution spatiale (de l'ordre de quelques
mètres), une résolution spectrale (sur de petites fenêtres de longueurs d'onde) et une résolution temporelle (temps entre deux passages du satellite et donc deux images),
en fonction du type de capteur (passif ou actif). Par ailleurs, l'utilisation d'ordinateurs de plus en plus puissants pour traiter la multitude des données recueillies facilite
largement la réalisation des cartes.