Les raster et la vectorielle présents dans cette série partagent la même généalogie décrite ci-dessous, qui explique la méthodologie utilisée dans ce projet pour générer l'ensemble des produits.

1. Données de base
Le modèle numérique de pente "moyenne" se base sur le MNT et le MNS LiDAR acquis entre le 12/12/2012 et le 09/03/2014 à un mètre de résolution.

2. Outil cartographique utilisé
Le modèle numérique de pente a été généré au travers du logiciel Geos V.7.

3. Methodologie
A partir du MNT LiDAR 2013-2014, l'objectif était de créer une carte des élévations lissée apte à fournir des informations cohérentes pour l’élaboration d’une carte des (allures de) pentes. Cependant, le MNT LIDAR est entaché d’une erreur telle (0.12m /par pixel, soit potentiellement une surévaluation de 24% entre deux points voisins. Il s’agit bien entendu d’une valeur maximale, mais attendu que les services techniques doivent au final pouvoir discriminer des pentes de 1 à 15 % par pas de 2%, cette erreur est largement excessive) que l’information de pente n’était ni réaliste, ni exploitable.
Il fallait donc mettre en place un processus permettant de conduire à un jeu de données beaucoup plus proche de la réalité puisque la variabilité de la mesure d’un pixel à l’autre a été réduite à moins de 0.2% maximum soit une réduction par 100 du coefficient d’erreur.
Le raisonnement part du principe que la précision de la mesure LiDAR est fortement liée au type de végétation rencontrée --> La première étape du projet a donc consisté en la classification de la couverture pour en extraire un paramètre d’erreur contextuel. Un lissage différent est appliqué en fonction de la catégorie de végétation (bois, rangées d'arbres, lignes HT, arbres isolés, sols cultivés, végétation rase ainsi qu'une classe reprenant les zones masquées non traitées qui sont laissées "à blanc" dans les fichiers de départ (ex. les bâtiments)) en partant du principe que plus il y a de la végétation (H>>), moins la mesure au sol devient fiable.
Selon les classes identifiées dans le MNH, une série de filtres sont appliqués pour reconstruire un MNT lissé. Parmi les filtres, citons
- Filtre "ornière" : élimine les traces de passage des machines agricoles. Ces traces sont repérées par analyse de profils en longs périodiques (20m de long tous les 20m dans les 4 directions N-S, E-O, NE-SO, NO-SE). Le filtre s'applique sur des zones reconnues comme cultivées ou rases d'après l'analyse du MNH. Les pixels d'altitude inférieure à la moyenne locale sont ignorés et remplacés par une valeur interpolée;
- Filtre "ligne de buttage" : s'applique dans les parcelles cultivées pour atténuer les fluctuations de pente dues aux buttes. Le filtre part d'un profil calculé par régression linéaire sur 20m en travers du cheminement des machines. Le résultat est ensuite affiné itérativement;
- Filtre "pépinière" : le filtre précédent est étendu aux pépinières. Toutefois, compte tenu de la forte dégradation du MNT (présence des troncs et racines, inégalités de terrain en milieu forestier), un résultat homogène ne peut être atteint sans autre prescription préalable.

Les traitements successifs appliqués aux données de base lors de ce projet permettent ainsi de réduire drastiquement l’impact des facteurs de bruit, non seulement instrumentaux (variabilité de la mesure : precision des mesures et du signal, bruits) mais également les reflets de la situation réelle (ornières, …) qui influencent négativement l’interprétation automatique des résultats. Pendant la phase de reconstruction, les pixels d’altitude inférieure à la moyenne locale sont alors ignorés et remplacés par une valeur interpolée. Ce filtre est appliqué dans les classes reconnues comme "sols cultivés" ou "végétations rases".
La méthode générale de reconstruction utilisée est fortement inspirée de l’algorithme de dé-convolution développé par Richardson et Lucy (1972 – 1974).
Cette amélioration n’aurait toutefois pas été possible sans une légère diminution de la résolution apparente des données disponibles (de 1 à 2m/pixel). Dans une deuxième version, la méthode de filtration a été réappliquée sur un jeu de données sur-échantillonné (50 cm) par interpolation bi-linéaire, ce qui a permis d’accroître la qualité géométrique jusqu’à un niveau proche de la résolution apparente (1.2 – 1.5 m) des données de référence (LiDAR).

En appliquant la même méthode point à point sur la carte des pentes au lieu de la carte d’élévation (MNT) d’origine ou lissée, on obtient une nouvelle source d’information : la carte des ruptures de pente (haut/bas talus).
De ce modèle de rupture de pente ont été déduites les lignes de haut et bas talus. Ces lignes correspondent aux points d'inflexion pour des pentes supérieures à 25% (ce qui correspond à une pente faible comme une rampe de garage). Ces lignes relient des points pour lesquels cette pente a une oscillation inférieure à 20cm
Le travail a été effectué par planche IGN en prenant en considération les 8 planches avoisinantes pour éviter les effets de bords
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