Datum vertical - Vertical datum

Datums verticaux en Europe

Une référence verticale , donnée altimétrique , ou donnée de hauteur est une surface de référence pour les positions verticales , telles que les élévations de la terre , y compris les caractéristiques du terrain , la bathymétrie , le niveau d'eau , et des structures artificielles. Les critères communément adoptés pour un datum vertical comprennent les approches suivantes:

Les systèmes de référence verticaux importants utilisés par les professionnels comprennent le système de référence vertical géodésique national de 1929 et le système de référence vertical nord-américain de 1988 .

Méthodes

Dans l'usage courant, les élévations sont souvent citées en hauteur au - dessus du niveau de la mer , bien que ce que signifie réellement le «niveau de la mer» soit une question plus complexe qu'on ne le pense à première vue: la hauteur de la surface de la mer à un endroit et à un moment donné est de nombreux effets, y compris les vagues, le vent et les courants, la pression atmosphérique, les marées , la topographie et même les différences de force de gravité dues à la présence de montagnes, etc.

Aux fins de la mesure de la hauteur des objets sur terre, la référence habituelle utilisée est le niveau moyen de la mer (MSL). Il s'agit d'une donnée de marée qui est décrite comme la moyenne arithmétique de l'élévation horaire de l'eau prise sur un cycle spécifique de 19 ans. Cette définition fait la moyenne des hauts et des bas des marées (causés par les effets gravitationnels du soleil et de la lune) et des variations à court terme. Cela ne supprimera pas les effets de la force de gravité locale, et donc la hauteur de MSL, par rapport à une donnée géodésique, variera dans le monde, et même autour d'un pays. Les pays ont tendance à choisir le niveau moyen de la mer en un point spécifique à utiliser comme "niveau de la mer" standard pour toutes les cartographies et levés dans ce pays. (Par exemple, en Grande-Bretagne, le datum vertical national, Ordnance Datum Newlyn , est basé sur ce qui était le niveau moyen de la mer à Newlyn en Cornouailles entre 1915 et 1921). Cependant, l'élévation zéro telle que définie par un pays n'est pas la même chose que l'élévation zéro définie par un autre (car MSL n'est pas la même partout), c'est pourquoi les références verticales définies localement diffèrent les unes des autres.

Un principe différent est utilisé lors du choix d'un datum pour les cartes marines . Pour des raisons de sécurité, un marin doit être capable de connaître la profondeur minimale de l'eau qui pourrait se produire à tout moment. Pour cette raison, les profondeurs et les marées sur une carte marine sont mesurées par rapport au zéro de la carte , qui est défini comme un niveau en dessous duquel la marée tombe rarement. La manière exacte dont cela est choisi dépend du régime des marées dans la zone à cartographier et de la politique du service hydrographique qui produit la carte en question; une définition typique est la marée astronomique la plus basse (la marée la plus basse prévisible à partir des effets de la gravité), ou la marée basse moyenne (la marée la plus basse moyenne de chaque jour), bien que MSL soit parfois utilisé dans les eaux à très faibles marées.

À l'inverse, si un navire doit passer en toute sécurité sous un pont bas ou un câble électrique aérien, le navigateur doit connaître le dégagement minimum entre la tête de mât et l'obstacle, qui se produira à marée haute. Par conséquent, les dégagements de pont, etc. sont donnés par rapport à une donnée basée sur la marée haute, telle que la marée astronomique la plus élevée ou les sources d'eau moyennes élevées.

Le niveau de la mer ne reste pas constant tout au long de la période géologique , et les données de marée sont donc moins utiles lors de l'étude des processus à très long terme. Dans certaines situations, le niveau de la mer ne s'applique pas du tout - par exemple pour la cartographie de la surface de Mars - forçant l'utilisation d'une "élévation zéro" différente, comme le rayon moyen.

Une référence verticale géodésique prend un point zéro spécifique et calcule les altitudes en fonction du modèle géodésique utilisé, sans autre référence au niveau de la mer. Habituellement, le point de référence de départ est un marégraphe, donc à ce stade, les références géodésiques et marémotrices peuvent correspondre, mais en raison des variations du niveau de la mer, les deux échelles peuvent ne pas correspondre ailleurs. Un exemple de datum géodésique basé sur la gravité est NAVD88 , utilisé en Amérique du Nord, qui est référencé à un point au Québec , Canada . Les datums basés sur des ellipsoïdes tels que WGS 84 , GRS80 ou NAD83 utilisent une surface théorique qui peut différer considérablement du géoïde .

Les types

Les types courants de références verticales comprennent:

Avec la latitude φ et la longitude λ , la hauteur h fournit les coordonnées géodésiques tridimensionnelles ou les coordonnées géographiques d'un emplacement.

Pour spécifier complètement l'emplacement d'un élément topographique sur, dans ou au-dessus de la Terre, il faut également spécifier la distance verticale par rapport au centre ou à la surface de la Terre. La Terre n'est pas une sphère, mais une forme irrégulière se rapprochant d'un ellipsoïde biaxial . Il est presque sphérique, mais a un renflement équatorial rendant le rayon à l'équateur d'environ 0,3% plus grand que le rayon mesuré à travers les pôles. L'axe le plus court coïncide approximativement avec l'axe de rotation. Si les premiers navigateurs considéraient la mer comme une surface horizontale pouvant être utilisée comme référence verticale, ce n'est pas le cas en réalité. La Terre a une série de couches d' énergie potentielle égale dans son champ gravitationnel . La hauteur est une mesure perpendiculaire à cette surface, à peu près vers le centre de la Terre, mais les variations locales rendent les couches équipotentielles irrégulières (bien qu'à peu près ellipsoïdales). Le choix de la couche à utiliser pour définir la hauteur est arbitraire.

Exemples

Voir également

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Les références

Liens externes