Rechercher et cartographier des données altimétriques
L’image ci-dessous compare le résultat par défaut obtenu avec l’outil de géotraitement Hillshade (Ombrage) de ArcGIS Pro (à gauche) à l’ombrage que vous allez créer dans ce didacticiel (à droite).
Pour obtenir ce résultat, vous allez prendre en compte les propriétés d’ombre et de lumière de l’environnement réel et essayer de vous en rapprocher en utilisant une série de couches transparentes créées avec des fonctions raster.
Pour créer un ombrage, vous allez utiliser des données de la Shuttle Radar Topography (SRTM). La mission de recherche SRTM, menée en 2000, a permis de recueillir des données altimétriques de la Terre grâce à l'antenne d'un radar déployée depuis une navette spatiale. Ces données ont été rendues publiques sous la forme d'une grille des modèles numériques d'élévation (MNE). Un MNE est un format de données raster qui enregistre l'altitude sous forme de valeurs de pixel. Les valeurs basses représentent une faible altitude, les valeurs élevées une haute altitude. En général, cela est représenté par une image en nuances de gris, allant du noir (pour les vallées) au blanc (pour les montagnes).
Vous allez télécharger le MNE de votre zone d’intérêt, l'ajouter à une carte dans ArcGIS Pro et modifier le système de coordonnées de la carte.
Télécharger un modèle numérique d'élévation
Les données de la SRTM sont fournies par la NASA (National Aeronautics and Space Administration). Pour y accéder, vous allez créer un compte NASA Earthdata, puis télécharger un MNE pour la région de la Vallée du Grand Rift en Éthiopie. Vous pouvez aussi choisir de télécharger les données d'une autre région. Tout MNE peut être utilisé dans ce didacticiel.
Remarque :
Si vous ne voulez pas créer de compte NASA Earthdata, téléchargez le fichier MNE et ignorez la section suivante.
- Accédez à https://urs.earthdata.nasa.gov et cliquez sur Register. Renseignez les champs et soumettez le formulaire d'inscription pour créer un compte Earthdata.
- Accédez à 30-Meter SRTM Tile Downloader.
Les données de la SRTM peuvent être téléchargées depuis plusieurs emplacements, dont United States Geological Survey (USGS), mais ce site Web, conçu par Derek Watkins, présente l'interface la plus simple de sélection et de téléchargement des MNE.
Chaque tuile de cette carte correspond à un fichier MNE unique.
- Zoomez sur l'Éthiopie, en Afrique de l'Est. Cliquez sur la tuile contenant la ville d'Adama, au sud-est d'Addis Abeba.
Une fenêtre contextuelle apparaît, avec l'identifiant de la tuile, N08E039.
- Dans la fenêtre contextuelle, cliquez sur le bouton Download DEM.
Une fenêtre de connexion s'affiche.
Remarque :
Si vous ne réussissez pas à télécharger le MNE depuis l'interface de téléchargement de tuiles (Tile Downloader), essayez à partir de ArcGIS Online.
- Saisissez votre nom d’utilisateur et votre mot de passe Earthdata, puis cliquez sur Sign in.
Un fichier .zip est téléchargé sur votre ordinateur.
Créer un projet ArcGIS Pro
Vous allez maintenant ajouter des données altimétriques à une carte dans ArcGIS Pro.
- Localisez le fichier N08E039.SRTMG1.hgt.zip téléchargé sur votre ordinateur et décompressez-le.
- Démarrez ArcGIS Pro. Si vous y êtes invité, connectez-vous via votre compte ArcGIS sous licence.
Remarque :
Si vous n’avez pas accès à ArcGIS Pro ou ne disposez pas d’un compte d’organisation ArcGIS, consultez les options disponibles pour accéder aux logiciels.
- Sous New Project (Nouveau projet), cliquez sur Map (Carte).
- Dans la fenêtre New Project (Nouveau projet), pour Name (Nom), entrez Custom Hillshade (Ombrage personnalisé). Si vous le souhaitez, vous pouvez choisir un nouvel emplacement pour votre projet. Cliquez sur OK.
Une nouvelle carte contenant un fond de carte s'affiche. Vous allez supprimer le fond de carte car vous ne voulez pas créer une carte nécessitant un contexte d'arrière-plan. Vous allez plutôt créer une couche avec un contexte d'arrière-plan personnalisé que vous utiliserez ensuite dans des cartes.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur World Topographic Map (Carte topographique du monde), puis sélectionnez Remove (Supprimer).
- Supprimez aussi la couche World Hillshade.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Map (Carte). Dans le groupe Layer (Couche), cliquez sur le bouton Add Data (Ajouter des données).
- Accédez au fichier N08E039.hgt et sélectionnez-le. Cliquez sur OK.
Il se peut que la fenêtre Build Pyramids and Calculate Statistics (Générer les pyramides et calculer les statistiques) apparaisse.
- Le cas échéant, cliquez sur OK dans la fenêtre Build Pyramids and Calculate Statistics (Générer les pyramides et calculer les statistiques).
Le MNE apparaît sur la carte.
La Vallée du Grand Rift en Éthiopie est représentée par la bande foncée correspondant à une basse altitude qui traverse en diagonale le centre de l'image.
Très intéressant d'un point de vue géologique, ce paysage dessine des montagnes accidentées, de collines, des vallées escarpées travaillées par l'érosion, des terrassements volcaniques anciens et des bords de cratère. Il va nous être particulièrement utile pour illustrer l'éclairage du terrain sur une surface variée. Toutefois, si vous avez choisi une autre localisation, les instructions données dans ce didacticiel vous permettent néanmoins de générer un ombrage efficace.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez une première fois sur NO8E039.hgt, puis une deuxième pour rendre son nom modifiable. Renommez la couche Élévation et appuyez sur Entrée.
Remarque :
Si vous avez téléchargé plusieurs fichiers MNE, vous pouvez utiliser l’outil de géotraitement Mosaic To New Raster (Mosaïque vers nouveau raster) pour les combiner en un seul fichier. Vous pouvez trouver un exemple d’utilisation de cet outil dans le didacticiel Préparer l’imagerie et les données raster à analyser.
Attribuer une projection à la carte
Le MNE que vous avez téléchargé est enregistré dans un système de coordonnées géographiques. Or, les algorithmes d'ombrage fonctionnent mieux lorsque la carte utilise un système de coordonnées projetées. Aussi, vous allez modifier le système de coordonnées de votre carte avant de créer un ombrage.
- Dans la fenêtre Contenu, cliquez avec le bouton droit sur Carte et choisissez Propriétés.
- Dans la fenêtre Map Properties (Propriétés de la carte), cliquez sur Coordinate Systems (Systèmes de coordonnées).
Le système de coordonnées actuel de la carte est WGS 1984, ce qui correspond à son unique couche. Vous allez utiliser un système de coordonnées projetées UTM (Universal Transverse Mercator) à la place. La zone UTM de la zone d'étude en Éthiopie est 37N.
- Dans la barre Search (Recherche), saisissez WGS 1984 UTM Zone 37N et appuyez sur la touche Enter (Entrée).
Un filtre est appliqué à la liste XY Coordinate Systems Available (Systèmes de coordonnées XY disponibles).
- Dans la liste, développez Projected Coordinate Systems (Systèmes de coordonnées projetées) et tous ses dossiers. Cliquez sur WGS 1984 UTM Zone 37N.
Le bouton Current XY (XY actuels) permet de mettre à jour la liste de sorte que WGS 1984 UTM Zone 37N soit désormais le système de coordonnées actuel de la carte.
Remarque :
Si vous cartographiez une autre zone, choisissez le système de coordonnées projetées que vous utiliserez pour la carte finale. Si vous ne savez pas quel système de coordonnées utiliser, reportez-vous à la rubrique Choisir la projection appropriée.
- Cliquez sur OK.
La carte se redessine et ressemble presque à sa version précédente. En effet, la projection n'a pas tellement modifié l'apparence de la carte, mais elle va permette de mieux calculer les ombrages.
Vous avez désormais une carte projetée avec un MNE. Vous êtes prêts à créer un ombrage et à convertir une raster d'altitude simple en image qui ressemble plus naturellement et intuitivement au terrain.
Créer un effet d'échelle réaliste
Lorsque vous regardez un terrain dans le monde réel, vous pouvez voir la structure détaillée des rochers et des crevasses en même temps que la structure à plus grande échelle des collines et des vallées.
Souvent, les ombrages ne peuvent dépeindre qu'un paysage détaillé ou généralisé. Pour donner un sens d'échelle plus naturel, vous allez créer différentes versions de vos données pour différents niveaux de détail. Vous allez associer les différentes versions à une symbologie transparente afin que le détail comme les généralités soient présents dans votre ombrage final.
Flouter les données altimétriques
Pour atteindre un effet de détail sans porter préjudice à la structure globale du terrain, vous allez créer des versions généralisées du MNE. En cartographie, on entend par généralisation la modification des données de sorte qu'elles aient le niveau de détail approprié à une plus grande échelle géographique, généralement en les simplifiant ou en les lissant. Pour généraliser des données raster, vous pouvez les flouter. Les entités géographiques plus grandes se fondent et se distinguent mieux visuellement lorsque le MNE est flouté. Vous allez utiliser la fonction raster de statistiques pour flouter vos données.
- Dans le ruban, cliquez sur l’onglet Imagerie. Dans le groupe Analysis (Analyse), cliquez sur le bouton Raster Functions (Fonctions raster).
La fenêtre Fonctions raster apparaît. Les fonctions raster constituent une alternative aux outils raster de géotraitement, offrant plus de vitesse et de souplesse. Elles appliquent les calculs directement aux valeurs de pixels d’un raster sans qu’il soit nécessaire d’enregistrer les nouvelles données.
- Dans la fenêtre Raster Functions (Fonctions raster), recherchez Statistics (Statistiques). Dans l'onglet System (Système), sous Statistical (Statistiques), cliquez sur Statistics (Statistiques).
- Dans la fenêtre Statistics Properties (Propriétés des statistiques)(Statistiques, définissez les paramètres suivants :
- Pour Raster, choisissez Elevation (Altitude).
- Laissez le champ Statistics Type (Type de statistiques) sur la valeur Mean (Moyenne).
- Pour Number of Rows (Nombre de lignes), saisissez 10.
- Pour Number of columns (Nombre de colonnes), saisissez 10.
- Laissez la case Only fill NoData pixels (Remplir uniquement les pixels NoData) désélectionnée.
Le nombre de lignes et de colonnes représente la distance en pixels que la fonction raster va utiliser pour implémenter l'effet de flou. Plus les valeurs sont élevées, plus le résultat sera flou.
- Cliquez sur Créer une nouvelle couche.
Une nouvelle couche apparaît sur la carte. Comme elle a été créée avec une fonction raster, cette couche est plus une nouvelle vue des données en entrée qu'un nouveau fichier raster.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), renommez la nouvelle couche Elevation Blur 10 (Altitude Flou 10).
- Cochez la case en regard de la nouvelle couche pour la désactiver à nouveau et la comparer à la couche située en dessous.
La nouvelle couche est plus floue que l'originale.
Vous allez répéter cette procédure pour flouter encore plus la couche d'altitude.
- Dans la fenêtre Raster Functions (Fonctions raster), rouvrez la fonction raster Statistics (Statistiques).
- Pour Raster, choisissez à nouveau Elevation (Altitude), mais cette fois, renseignez les champs Number of Rows (Nombre de lignes) et Number of Columns (Nombre de colonnes) en indiquant 20 dans chacun.
- Cliquez sur Créer une nouvelle couche.
- Renommez la nouvelle couche Elevation Blur 20 (Altitude Flou 20).
- Désactivez et réactivez les trois couches d'altitude pour les comparer.
Les trois couches affichent la même altitude, mais sont généralisées pour trois niveaux de détail différents.
- Vérifiez que les trois couches sont activées.
Créer un dégradé de couleurs personnalisé
À présent, il est temps de fusionner visuellement l'ensemble de ces trois couches d'altitude. Pour ce faire, vous allez recourir à un dégradé de symbologie semi-transparent. Vous réutilisez ce dégradé tout au long du didacticiel. Vous allez l'enregistrer avec un style afin de ne pas avoir à la recréer à chaque fois.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur Elevation Blur 20 et choisissez Symbology (Symbologie).
- Dans la fenêtre Symbology (Symbologie), cliquez sur le menu Color scheme (Combinaison de couleurs), puis sur Format color scheme (Formater la combinaison de couleurs).
La fenêtre Color Scheme Editor (Éditeur de combinaison de couleurs) s’ouvre. Ici, vous pouvez contrôler les couleurs spécifiques du dégradé utilisé pour représenter la couche d'altitude. Vous allez modifier le dégradé afin que les basses altitudes soient en noir semi-transparent et les hautes altitudes sont en noir totalement transparent.
- Sous Continuous Color Scheme (Combinaison de couleurs continues), cliquez sur l'arrêt de couleur (noir) à gauche pour le sélectionner. Sous Settings (Paramètres), changez la valeur de Transparency (Transparence) par 60 pour cent.
- Cliquez sur l'arrêt de couleur (blanc) à droite. Sous Settings (Paramètres), ouvrez le menu Color (Couleur) et choisissez Black (Noir).
Conseil :
Pour afficher le nom d’une couleur dans le menu de couleurs, placez le pointeur dessus.
- Définissez Transparency (Transparence) sur 100 pour cent.
Vous allez utiliser beaucoup cette combinaison de couleurs dans ce projet. Aussi, plutôt que de devoir appliquer ces paramètres à chaque fois, vous allez enregistrer la combinaison de couleurs dans un style. Un style est une ressource de symbologie réutilisable. Tous les projets ArcGIS Pro ont un style par défaut, nommé Favorites (Favoris).
- Au bas de la fenêtre Color Scheme Editor (Éditeur de combinaison de couleurs), cliquez sur Save to a style (Enregistrer dans un style).
- Dans la fenêtre Save Color Scheme As (Enregistrer la combinaison de couleurs sous), saisissez Semitransparent black (Noir semi-transparent) dans le champ Name (Nom).
- Cliquez sur OK. Dans la fenêtre Color Scheme Editor( Éditeur de combinaison de couleurs), cliquez sur OK.
La combinaison de couleurs est maintenant enregistrée dans le style Favorites (Favoris) et appliquée à la couche Elevation Blur 20 (Altitude Flou 20).
Vous allez appliquer la même symbologie transparente aux deux autres couches aussi.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez sur Elevation Blur 10 (Altitude Flou 10).
La fenêtre Symbology (Symbologie) est mise à jour pour afficher les paramètres de la symbologie de la couche sélectionnée.
- Ouvrez le menu Color scheme (Combinaison de couleurs) et choisissez Semitransparent black (Noir semi-transparent) dans le haut de la liste.
- Modifiez aussi la combinaison de couleurs de la couche Elevation et sélectionnant Semitransparent black (Noir semi-transparent).
À présent, les trois couches d'altitude ont toutes la même symbologie Noir semi-transparent. Il en résulte un effet de cumul, comme trois couches d'encre transparente sur une page blanche. Chaque couche supplémentaire rend le papier un peu plus foncé.
Générer des ombrages
Vous allez maintenant appliquer des ombrages à chacune des couches d'altitude. L'ombrage du MNE d'origine va préserver le détail, tandis que les ombrages des MNE floutés vont préserver les généralités.
Un ombrage tente de répliquer l'effet montré dans la photo ci-dessous, où la lumière éclaire certaines surfaces et jette une ombre sur d'autre, dépeignant ainsi une représentation réaliste d'une surface tridimensionnelle.
L'algorithme d'ombrage examine les données altimétriques et réplique la façon dont la lumière et l'ombre peuvent arriver sur cette surface depuis une source de lumière fictive. Cet algorithme comprend deux paramètres importants, azimut et altitude. L'azimut indique la direction depuis laquelle vient la source d'éclairage et est, par convention, positionné au nord-ouest ou coin supérieur gauche de la carte. L'altitude correspond à l'angle de la source d'éclairage par rapport à l'horizon. Une altitude de 90° positionne la lumière droit au-dessus de la tête, une altitude de 0° la place à l'horizon. Ces paramètres déterminent comment la surface est baignée de lumière et d'ombre virtuelles.
- Permet d’ouvrir la fenêtre Fonctions raster.
Conseil :
Dans le ruban, cliquez sur l’onglet Imagerie. Dans le groupe Analysis (Analyse), cliquez sur le bouton Raster Functions (Fonctions raster).
- Si nécessaire, effacez les données de la barre de recherche. Au bas de la fenêtre, développez le groupe Surface et cliquez sur Hillshade (Ombrage).
- Pour Raster, choisissez Elevation (Altitude). Laissez les valeurs par défaut de tous les autres paramètres.
Le champ Hillshade Type (Type d'ombrage) a pour valeur Traditional (Traditionnel), ce qui signifie qu'une source d'éclairage va être utilisée. L'Azimuth (Azimut) est égal ) 315, ce qui positionne la source d'éclairage au nord-ouest. L'Altitude est égale à 45, c'est-à-dire à mi-chemin entre midi et le coucher du soleil.
- Cliquez sur le bouton Create new layer (Créer une couche).
Une nouvelle couche apparaît sur la carte.
Vous allez créer une couche d'ombrage similaire pour chacune des couches d'altitude floutées.
- Rouvrez la fonction raster Hillshade (Ombrage). Pour Raster, choisissez Elevation Blur 10 (Altitude Flou 10) et cliquez sur Create new layer (Créer une nouvelle couche).
- Créez une autre couche d'ombrage à l'aide de la couche Elevation Blur 20.
Vous disposez à présent de trois couches d'ombrage, chacune un peu plus lisse et plus généralisée que la précédente.
Vous allez appliquer la combinaison de couleurs utilisée précédemment à chacune des couches d'ombrage de sorte que les trois contribuent à l'image finale.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur Hillshade_Elevation Blur 20 et choisissez Symbology (Symbologie).
- Dans la fenêtre Symbology (Symbologie), modifiez le paramètre Color scheme (Combinaison de couleurs) par Semitransparent black (Noir semi-transparent).
- Modifiez la combinaison de couleurs des deux autres couches d'ombrage en sélectionnant aussi Semitransparent black (Noir semi-transparent).
Sur la carte, les couches d'ombrage fusionnent avec les couches d'altitude en dessous.
Il y a à présent six couches sur la carte, toutes dessinées avec la combinaison de couleur Noir semi-transparent. Vous allez les organiser en groupes.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez sur la couche Elevation pour la sélectionner. Maintenez la touche Ctrl enfoncée et cliquez sur Elevation Blur 10les trois couches suivantes : et Elevation Blur 20 pour sélectionner les trois couches.
- Cliquez avec le bouton droit sur n'importe laquelle des couches sélectionnées et choisissez Group (Grouper).
- Renommez la couche de groupes Elevation.
- Regroupez les trois couches Hillshade ensemble. Renommez le groupe Hiilshade.
Vous avez créé un ombrage à partir de plusieurs couches pour restituer à la fois le détail et les grandes lignes du terrain.
Améliorer l'ombrage par des effets visuels
Dans le monde réel, la façon dont la lumière tombe sur un terrain est complexe. Une source de lumière éclaire les facettes du sol qui font directement face à ses rayons. Les zones non exposées directement au soleil restent visibles grâce à la diffusion de la lumière dans l'atmosphère et au réfléchissement d'autres terrains. Les zones de basse altitude sont généralement plus sombres tandis que les plus élevées sont mieux éclairées. Vous allez maintenant imiter certains effets naturels complexes dans votre ombrage.
Visualiser une pente
Plus une zone est raide, moins elle va se trouver exposée directement à la lumière du soleil, surtout si celui-ci n'est pas bas à l'horizon. La photo ci-dessous a été prise par un jour ensoleillé, mais les pentes raides produisent néanmoins des ombres. Pour mettre en valeur cet effet visuel dans votre ombrage, vous allez foncer les parties particulièrement raides de votre terrain.
Vous allez ajouter de l'ombrage aux zones abruptes trois fois : une pour chaque couche d'altitude.
- Dans la fenêtre Raster Functions (Fonctions raster), dans le groupe Surface, cliquez sur Slope (Pente).
- Dans la fenêtre Slope Properties (Propriétés de la pente), pour DEM (MNE), sélectionnez Elevation/Elevation (Élévation/Élévation).
- Laissez aux autres paramètres leurs valeurs par défaut et cliquez sur Create new layer (Créer une nouvelle couche).
Le résultat est une couche plus sombre, avec des traces linéaires de blanc.
La nouvelle couche représente l'escarpement ou la planéité relative du terrain. Les surfaces plates sont sombres et les surfaces inclinées sont claires. L'effet visuel sera renforcé si vous inversez les couleurs.
- Ouvrez la fenêtre Symboloy (Symbologie) de la couche Slope_Elevation. Sous Color scheme (Combinaison de couleurs), cochez la case Invert(Inverser).
Le résultat est une représentation visuelle plus intuitive de la pente du terrain. Les zones blanches représentent les surfaces planes et les zones sombres les endroits escarpés ou l'altitude change brusquement.
- Modifiez le paramètre Color scheme (Combinaison de couleurs) par Semitransparent black (Noir semi-transparent). Désactivez et réactivez la couche Slope_Elevation pour voir ce qu'elle apporte visuellement à la carte.
La première image illustre l'ombrage avant l'ajout de la couche Slope_Elevation. La seconde, après. La couche des pentes ombragées aide à délimiter les zones escarpées et confère à l'ombrage une meilleure définition et plus de profondeur. Vous allez répéter la fonction raster de pente pour chacune des couches d'altitude floutées.
- Rouvrez la fonction raster Slope (Pente). Pour DEM (MNE), choisissez Elevation/Elevation Blur 10 (Altitude/Altitude Flou 10) et cliquez sur Create new layer (Créer une nouvelle couche).
- Créez une autre couche de pentes à l’aide de la couche Elevation\Elevation Blur 20 (Altitude/Altitude Flou 20).
- Pour les deux nouvelles couches de pentes, inversez la combinaison de couleurs et faites-la passer à Semitransparent black (Noir semi-transparent).
Il en résulte trois couches de pentes, apportant chacune un niveau de généralisation différent à l'obscurcissement du terrain.
- Regroupez les trois couches de pentes et renommez le groupe Slope (Pente).
Ajouter de la surbrillance à l'ombrage
Lorsque vous observez des paysages en vrai, certaines surfaces, généralement les plus en altitude, sont éclairées par les rayons directs du soleil.
Jusqu'ici, vous n'avez apporté que des ombres à l'ombrage. Vous avez ajouté des couches foncées semi-transparentes pour couvrir la surface blanche ci-dessous, créant ainsi une surface dynamique d'ombres. À présent, vous allez remettre un peu de la lumière qui a été perdue en empilant toutes ces couches. Vous allez ajouter du blanc aux zones qui font directement face à la source de lumière.
Pour obtenir cet effet, vous allez créer une autre couche d’ombrage, comme plus tôt dans ce didacticiel. Mais cette fois, vous ne symboliserez que les parties les plus éclairées et laisserez totalement transparente le reste de l'image.
- Ouvrez la fonction raster Hillshade (Ombrage). Pour Raster, choisissez Elevation/Elevation (Altitude/Altitude) et cliquez sur Create new layer (Créer une nouvelle couche).
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), renommez la couche Highlights.
- Ouvrez la fenêtre Symbology (Symbologie) pour la couche Highlights. Ouvrez le menu Color scheme (Combinaison de couleurs) et cliquez sur Format color scheme (Formater la combinaison de couleurs).
Vous allez créer une nouvelle combinaison de couleurs, qui va du blanc totalement transparent au blanc complètement opaque.
- Sous Continuous Color Scheme (Combinaison de couleurs continues), cliquez sur l'arrêt de couleur (noir) à gauche pour le sélectionner. Sous Settings (Paramètres), changez la couleur dans le champ Color (Couleur) en choisissant White (Blanc) et la transparence dans le champ Transparency (Transparence) en indiquant 100 pour cent.
- Cliquez sur l'arrêt de couleur à gauche et faites-le glisser vers le milieu de la combinaison de couleurs.
Un nouvel arrêt de couleur est créé, totalement transparent.
- Sous Settings (Paramètres), changez la Position par 60 pour cent.
Avec cette combinaison de couleurs, les zones d'ombre sont ignorées par cette couche et seules les zones ensoleillées se voient appliquer un dégradé éclaircissant.
- Cliquez sur OK.
Il en résulte une surbrillance en haut de la pile de couches d'ombre, ce qui accentue le contraste et l'effet tridimensionnel.
La première image illustre l'ombrage avant l'ajout de la couche HIghlights. La seconde, après.
Améliorer les contours
Notre regard est attiré par les entités qui contrastent avec leur environnement. Dans la photographie ci-dessous, le paysage a tellement subi l'érosion que les terrasses, fossés, différences de niveaux et entités angulaires abruptes ressortent visuellement.
Vous pouvez répliquer cet effet de terrassement dans l'environnement numérique, même dans les endroits peu escarpés, pour mettre en surbrillance certaines parties du terrain comme les crêtes et les contours de plans d'eau.
- Ouvrez la fonction raster Hillshade (Ombrage).
Cette fois, au lieu d'utiliser une couche MNE en entrée, vous allez utiliser la couche de pentes dérivée plus tôt de la couche MNE. Si elle n'est pas conventionnelle, cette technique d'ombrage est efficace et met bien en valeur les contours du terrain.
- Pour Raster, choisissez Slope\Slope_Elevation (Pente/Slope_Elevation). Cliquez sur Créer une nouvelle couche.
- Renommez la nouvelle couche Edges.
Le résultat ressemble à une surface boueuse grise, sillonnée de tracés. Ces tracés mettent en valeur les zones de changement abrupts et font ressortir les contours du terrain. Vous allez conserver les zones claires et foncées et effacer les nuances de gris intermédiaires. Pour obtenir cet effet, vous allez utiliser une autre combinaison de couleurs personnalisées.
- Ouvrez la fenêtre Symbology (Symbologie) pour la couche Edges. Ouvrez le menu Color scheme (Combinaison de couleurs) et cliquez sur Format color scheme (Formater la combinaison de couleurs).
La combinaison de couleurs s'étend du noir au blanc. Vous allez la mettre à jour pour que le milieu ne soit plus gris mais entièrement transparent.
- Dans la fenêtre Color Scheme Editor(Éditeur de combinaison de couleurs), cliquez sur le bouton Add color (Ajouter une couleur).
Un arrêt de couleur apparaît dans la combinaison de couleurs. Il s'agit de l'arrêt sélectionné.
- Sous Settings (Paramètres), changez la couleur dans le champ Color (Couleur) en choisissant White (Blanc) et la Position en indiquant 85 pour cent.
Conseil :
Positionnez le curseur de la souris sur un arrêt de couleur pour voir son nom.
- Ajoutez trois autres arrêts de couleur. Mettez à jour les propriétés des nouveaux arrêts comme suit :
Nom de l'arrêt Couleur Transparence Position 4/6
Blanc
100 %
72 %
3/6
Noir
100 %
70 %
2/6
Noir
0 %
55 %
Le centre transparent n'occupe qu'une petite partie de cette combinaison de couleurs, mais il symbolise la majorité des pixels de la couche.
- Cliquez sur OK.
La première image illustre l'ombrage avant l'ajout de la couche Edges. La seconde, après. Les nuances de gris du milieu ayant été supprimées, seules les portions claires et foncées de la couche Edges qui contribuent au terrain, aux lacs, aux rivières et au terrassement géologique sont plus prononcés. En ajustant la position des arrêts de couleur, vous pouvez créer un terrain plus adapté à vos goûts, surtout si le paysage que vous cartographiez n'est pas la Vallée du Grand Rift en Éthiopie.
Ajouter de l'ombre en basse altitude
Le dernier effet que vous allez appliquer à l'ombrage est un simple réagencement d'une couche de sorte à ombrager les vallées.
Dans la nature, les zones en altitude reçoivent généralement plus de lumière directe et indirecte. Ces zones sont plus claires et plus contrastées. Les zones encaissées et les vallées sont généralement plus sombres. La lumière qu'elles reçoivent est souvent secondaire et donc plus douce.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), faites glisser la couche Elevation du bas de la liste des couches vers le haut.
La couche Elevation se trouve désormais tout en haut de la liste de toutes les couches. Comme la combinaison de couleurs semi-transparente représente les basses altitudes par des valeurs plus foncées, un effet subtil d'obstruction vient assombrir les zones encaissées.
- Désactivez et réactivez les couches pour voir le rôle de chacune dans l'ombrage.
Un ombrage n'est qu'une représentation imaginée de la façon dont la lumière et l'ombre peuvent tomber sur une surface. Il n'y a ni bonne, ni mauvaise méthode. Aussi, n"hésitez pas à jouer avec les fonctions raster et la symbologie pour créer votre propre ombrage personnalisé.
- Vous pouvez aussi essayer de réagencer les couches, de mettre à jour les combinaisons de couleurs ou de changer les paramètres des statistiques, d'ombrage ou des fonctions raster de pente.
Vous avez créé un ombrage avec de nombreuses couches transparentes. Vous avez mis en valeur les contours et les pentes abruptes et représenté le paysage dans sa forme générale et dans le détail. Vous avez peint la lumière des pentes ensoleillées et les ombres des vallées. Les techniques que vous avez appliquées ne sont que des suggestions qui peuvent être améliorées pour d'autres paysages ou cartes et adaptées pour répondre à vos besoins.
Utiliser l'ombrage dans une nouvelle carte
Maintenant que vous disposez d'un ombrage personnalisé, vous allez l'exporter sous forme de fichier unique et l'utiliser dans une autre carte, avec d'autres données cartographiques.
Exportez l'ombrage sous forme de fichier GeoTIFF
Votre ombrage se compose de plusieurs couches, qui apporte chacune de la lumière ou de l'obscurité au terrain. Si l'organisation en couches est essentielle au rendu réaliste d'ombre et de lumière, elle reste un format lourd qui ne facilite pas son partage avec d'autres personnes, ni son utilisation dans d'autres projets. Vous allez exporter cette carte sous forme d'image aplatie unique, format plus maniable.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Share (Partager). Dans le groupe Output (Sortie), cliquez sur le bouton Export Map (Exporter la carte).
La fenêtre Export Map (Exporter la carte) s'affiche.
- Dans le champ File Type (Type de fichier), choisissez TIFF.
- Dans le champ Name (Nom), cliquez sur le bouton Browse (Parcourir) et choisissez un emplacement pour votre fichier. Nommez le fichier CustomHillshade.
- Dans le champ Image compression(Compression d'image), choisissez LZW.
Vous allez maintenant définir la taille de l’image. Pour optimiser la résolution de l'image en sortie, vous allez examiner les propriétés de la couche raster d'origine et appliquer la même taille à la nouvelle couche d'ombrage.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur la couche Elevation et choisissez Properties (Propriétés).
- Dans la fenêtre Layer Properties (Propriétés de la couche), cliquez sur l’onglet Source et développez la section Raster Information (Informations raster).
Les champs Columns(Colonnes) et Rows (Lignes) ont tous les deux la valeur 3601.
- Fermez la fenêtre Propriétés de la couche.
- Dans la fenêtre Export Map (Exporter la carte), sous Image Size (Taille de l'image), saisissez 3601 dans les champs Width (Largeur) et Height(Hauteur).
- Cochez la case Show Preview (Afficher l’aperçu).
Une partie de la vue cartographique est masquée en gris, ce qui donne un aperçu visuel de la zone à exporter. Seul le carré blanc au centre de la vue va être exporté.
Vous allez faire en sorte que l'ombrage vienne remplir la zone exportée.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Map (Carte). Dans le groupe Navigate (Naviguer), cliquez sur le bouton Full Extent (Vue générale) .
La carte effectue un zoom sur l’étendue des couches d'ombrage. L'image s'ajuste du mieux possible à l'aperçu.
- Dans la fenêtre Export Map (Exporter la carte), sous TIFF Settings (Paramètres TIFF), cochez la case Write GeoTIFF tags (Écrire des balises GeoTIFF).
Cela va ajouter des informations spatiales à l'image en sortie qui permettront d'ouvrir cette dernière dans d'autres projets SIG et de la dessiner dans la bonne localisation géographique.
- Dans le champ Color depth (Profondeur de couleur), choisissez 32-bit with Alpha (32 bits avec Alpha).
Alpha signifie que l'image conservera la transparence. Cela est important car bien que l'image ressemble à un carré, elle est en fait légèrement obliquée par la projection. Sans transparence, les contours de l'image exportée apparaîtraient comme des micropolygones blancs.
Toutefois, inclure la transparence présente un inconvénient : les couches de tous les ombrages sont transparents. L'image exportée est alors également transparente, ce qui va compliquer son utilisation dans d'autres cartes. Pour éviter cela, vous allez créer un arrière-plan blanc complètement opaque pour l'ombrage.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez avec le bouton droit sur la couche Elevation et cliquez sur Copy (Copier).
- Cliquez avec le bouton droit de la souris sur Map (Carte) et cliquez sur Paste (Coller). Renommez la nouvelle couche Background.
- Ouvrez la fenêtre Symbology (Symbologie) pour la couche Background.
- Ouvrez le menu Color scheme (Combinaison de couleurs) et cliquez sur Format color scheme (Formater la combinaison de couleurs).
- Modifiez les deux arrêts de couleur sur White (Blanc) et définissez leur Transparency (Transparence) sur 0 pour cent.
- Cliquez sur OK.
La couche Arrière-plan est désormais totalement blanche et masque le reste de l’ombrage.
- Faites glisser la couche Background pour la déposer au bas de la liste des couches.
L'ombrage réapparait. L'ombrage exporté aura un arrière-plan opaque blanc, mais pas de micropolygones opaques blancs le long de ses contours.
- Dans la fenêtre Export Map (Exporter la carte), cliquez sur Export (Exporter).
Le processus d'exportation peut prendre quelques minutes. Il en résulte un fichier TIFF unique qui peut être partagé avec d'autres personnes ou utilisé dans d'autres projets.
- Fermez la fenêtre Export Map (Exporter la carte).
Créer une carte vide et y ajouter la nouvelle couche d'ombrage.
Vous allez maintenant utiliser le nouveau fichier graphique aplati d'ombrage dans une carte.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Insert (Insertion). Dans le groupe Project (Projet), cliquez sur New Map (Nouvelle carte).
Une nouvelle carte nommé Map 1 (Carte 1) s'affiche.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Map (Carte). Dans le groupe Layer (Couche), cliquez sur le bouton Add Data (Ajouter des données).
- Dans la fenêtre Add Data (Ajouter des données), accédez au fichier CustomHillshade.tif et sélectionnez-le. Cliquez sur OK.
Remarque :
Si vous accédez au dossier dans lequel vous avez enregistré le fichier CustomHillshade.tif et que ce dernier ne s’y trouve pas, cliquez sur le dossier avec le bouton droit de la souris et sélectionnez Refresh (Actualiser). L’image que vous avez exportée apparaît.
- Si vous êtes invité à calculer les statistiques, cliquez sur Yes (Oui).
Le calcul des statistiques d'un raster vous offre davantage d'options de rendu et améliore la performance.
L'ombrage apparaît sur la carte et dans la fenêtre Contents (Contenu) sous forme de couche unique.
Ajuster l'apparence de l'image d'ombrage
Le fichier TIFF d'ombrage est légèrement différent de quand vous l'avez créé. Cela est dû au fait que ArcGIS Pro applique des paramètres de rendu automatiques par défaut pour augmenter son contraste. Vous allez annuler l'application de ces valeurs de rendu d'image par défaut de sorte à voir l'image d'ombrage telle que vous l'avez créée.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez sur CustomHillshade.tif.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Raster Layer (Couche raster). Dans le groupe Rendering (Rendu), cliquez sur la partie inférieure du bouton Stretch Type (Type d'étirement).
Par défaut, le champ Stretch Type (Type d’étirement) a pour valeur Percent Clip (Pourcentage de découpe). Cela a pour effet de tronquer les valeurs les plus élevées et les plus basses pour créer plus de contraste. Dans notre cas, vous avez déjà déterminé avec soin le contraste souhaité avant d'exporter votre image et ne voulait plus y toucher.
- Choisissez Minimum Maximum.
Vous allez également changer le type de rééchantillonnage afin de créer une apparence moins pixélisée, plus lisse.
- Cliquez sur le bouton Resampling Type (Type de rééchantillonnage) et choisissez Cubic (Cubique).
- Dans le groupe Enhancement (Amélioration), positionnez le curseur Layer Gamma (Gamma de la couche) (en bas) sur 1.
Remarque :
Pour voir un exemple de la façon d'appliquer des ajustements d'apparence similaires à un raster de couleur, regardez la vidéo Minute astucieuse sur les cartes : Un-do Image Rendering Overrides.
Fusionner l'image d'ombrage à un fond de carte
Pour finir, vous allez fusionner votre nouvelle couche d'ombrage avec un fond de carte en utilisant les modes de fusion.
- Sur l’onglet Map (Carte) du ruban, dans le groupe Layer (Couche), cliquez sur Basemap (Fond de carte) et sélectionnez Imagery (Imagerie).
Le fond de carte de l’imagerie apparaît sur la carte et sur la fenêtre Contents (Contenu) comme couche de fond de carte World Imagery sous l’ombrage.
Vous allez utiliser un mode de fusion pour fusionner les propriétés visuelles de la couche d’ombrage avec la couche World Imagery qui se trouve dessous.
- Dans la fenêtre Contents (Contenu), cliquez sur CustomHillshade.tif.
- Sur le ruban, cliquez sur l’onglet Raster Layer (Couche raster). Dans le groupe Effects (Effets), pour Layer Blend (Fusion des couches), choisissez Overlay (Superposition).
Les nuances de l'ombrage sont à présent fusionnées avec les couleurs du fond de carte de l'imagerie mondiale sous-jacent. Cela rend un effet dynamique du terrain, car l'imagerie reste visible mais l'altitude et ses ombres vient améliorer la topographie de la zone.
- Zoomez et déplacez-vous sur la carte pour explorer la façon dont l'ombrage interagit avec l'imagerie dans les différentes parties de la carte.
- Faites passer la valeur du champ Layer Blend (Fusion des couches) à Luminosity (Luminosité).
Le résultat est plus proche d'une carte représentative que d'une carte d'imagerie dynamique du terrain. Le traitement est plus cartographique que littéral.
La première image illustre le mode de fusion Superposition. La seconde, le mode de fusion Luminosité. - Refaites passer la valeur du champ Layer Blend (Fusion des couches) à Overlay (Superposition) ou jouez avec les paramètres pour trouver celui qui fonctionne le mieux pour votre carte.
Vous savez désormais mieux comment utiliser les paramètres Raster Functions (Fonctions raster) et effectuer un rendu de l’ombre et de la lumière dans un SIG. Vous avez téléchargé un MNE et l'avez généralisé en le floutant ; vous avez créé des couches de pentes et d'ombrages et utilisé des combinaisons de couleurs transparentes personnalisées pour combiner toutes les couches de sorte à donner vie au terrain. Enfin, vous avez exporté l'ombrage et l'avez fusionné avec le fond de carte de l'imagerie. Les techniques que vous avez apprises peuvent être appliquées à n'importe quel MNE mais les résultats peuvent varier selon la source des données et le terrain de la localisation. Ajustez les paramètres pour obtenir le résultat que vous préférez. Il n'existe pas de bonne manière de créer une carte et les possibilités de personnalisation de ce processus ne manquent pas. Aussi, laissez faire votre imagination en fonction de vos besoins.
Vous trouverez d’autres didacticiels dans la bibliothèque des didacticiels.
