Technologie des cartes

Acquisition des données

La photographie aérienne

Les méthodes de levé des cartes topographiques ont été profondément transformées dès l'entre-deux-guerres par l'introduction de la photographie aérienne. L'utilisation d'un support vertical (avion) et d'un capteur (appareil de prises de vue) permet d'obtenir des couvertures photographiques complètes et sans déformation de certains territoires. Dès lors, les relevés sur le terrain à la planchette topographique laissent la place à la photogrammétrie. Le relief peut être appréhendé par l'utilisation de stéréogrammes après diverses opérations complexes qui permettent d'éliminer les défauts inhérents à la prise de vue (variations d'échelle en fonction de l'altitude de la région, déformations de perspectives). Le levé topographique bénéficie ainsi à la fois d'une plus grande rapidité et d'une parfaite homogénéité. Dans un autre domaine, la détection sous-marine par ultrasons offre un relevé du relief caché des fonds océaniques.

La cartographie automatique

Depuis les années 1960, l'utilisation de l'ordinateur a donné naissance à la cartographie automatique. Les ordinateurs peuvent enregistrer et traiter une masse considérable de données quantitatives et des programmes appropriés permettent d'obtenir la représentation graphique des informations prises séparément ou corrélées en exécutant toutes les opérations cartographiques habituelles : construction des systèmes de projection, modification d'échelle, tracé des lignes et des courbes, mise en place de points, de hachures, de couleurs...
L'information peut être corrigée ou complétée, puis réintroduite dans la mémoire de la machine.

La télédétection

En 1972, le satellite américain Landsat 1 est lancé afin d'observer la terre de façon systématique. La télédétection par satellite révolutionne les méthodes de la cartographie et multiplie les objets d'étude possibles. Les images prises de façon répétée à partir d'un point d'observation non terrestre fournissent une vision mondiale synthétique et évolutive à intervalles de temps très rapprochés; il est ainsi possible de suivre jour après jour l'évolution du manteau neigeux recouvrant une chaîne de montagnes, ou la propagation d'une marée noire à travers un océan. Avec la télédétection, les objets au sol ne sont plus seulement appréhendés par leurs contours, mais aussi dans leur composition. Ainsi, la densité d'un massif forestier, son état phytosanitaire, les essences et la taille des arbres peuvent être connus sans qu'il soit nécessaire de procéder à une étude de terrain, forcément très longue.

Les techniques de numérisation rendent possible la régularisation de l'image en éliminant les détails de la structure des paysages pour ne retenir que les dominantes: les contours de la carte obtenue sont modifiés en fonction du degré de précision ou de généralisation souhaité.Les possibilités d'exploitation cartographique d'informations nouvelles sont très abondantes dans de nombreux domaines (climatologie, environnement, aménagement, circulation, agriculture...).

Diffusion de l'information

La production de cartes intéressant des thèmes nouveaux et complexes prend toute son efficacité au XXe siècle avec la mécanisation complète de l'imprimerie. La grande diffusion des cartes auprès des administrations, des entreprises privées et du public a été facilitée par le perfectionnement de la reproduction à grand tirage et en couleurs, en offset notamment.

Une coopération internationale en cartographie a vu le jour, dont l'objectif est d'harmoniser les échelles de représentation et les modes de figuration de la surface terrestre. L'International Map of the World (carte internationale du monde au 1/500 000), projet formulé en 1891, n'est cependant toujours pas achevée.

La représentation cartographique

Le cartographe doit d'abord choisir l'échelle de la carte, le type de projection et la symbolique à utiliser. La carte représente une portion de l'espace de superficie extrêmement variable, de quelques hectares à la totalité du globe ce qui pose le problème de l'échelle de la carte.

L'échelle

Celle-ci peut se définir comme le rapport entre les distances linéaires mesurées sur la carte et les distances linéaires correspondantes mesurées sur le terrain. L'échelle numérique exprimée par la fraction 1/50 000 signifie que l'unité 1, sur la carte, représente 50 000 unités équivalentes sur le sol. Ainsi, 1 cm sur la carte équivaut à 50 000 cm sur le terrain ou encore, 500 m sur le terrain sont représentés par 1 cm sur la carte.

En complément de cette échelle numérique, toute carte comporte une échelle graphique placée en légende. Il s'agit d'une ligne divisée à la façon d'une règle en intervalles égaux représentant des longueurs exprimées en mètres, en kilomètres ou en milles. La distance entre deux points sur le terrain peut être déterminée facilement par la mesure de la distance entre ces deux points sur la carte, qui sera comparée à celle inscrite sur l'échelle graphique.

Lors d'une réduction ou d'un agrandissement photographiques ou par photocopie, l'échelle graphique est réduite ou agrandie automatiquement, tout comme la carte qu'elle accompagne. Inversement, dans ce cas l'échelle numérique se trouve modifiée.

Les différentes échelles

La valeur de la fraction détermine l'échelle: le 1/1 000 000 est une échelle plus petite que le 1/10 000. Compte tenu de la relative uniformité des formats (de quelques décimètres carrés à quelques mètres carrés), des cartes établies à des échelles différentes représentent des portions inégales de la surface terrestre et avec des degrés de précision fort variables. Ainsi, sur une carte au 1/25 000, 1 km est représenté par 4 cm; il s'ensuit qu'une carte à cette échelle (grande) ne peut figurer qu'une étendue restreinte, l'agglomération lyonnaise par exemple. Inversement, sur une carte au 1/1 000 000, 1 km est représenté par 1 mm; une carte à cette échelle (petite) correspond à une étendue beaucoup plus vaste que la précédente, toute la France par exemple.

Dans les deux cas, les degrés de précision offerts par la carte sont très différents. Sur une carte à grande échelle, de multiples détails apparaissent (maisons, usines, ruisseaux, sentiers...) qui ne peuvent pas figurer sur une carte à petite échelle, très simplifiée et pour laquelle un tri des éléments à représenter est réalisé. Le passage d'une grande à une petite échelle, obligeant à un abandon des détails et à une simplification des contours, s'appelle la «généralisation». Par exemple, toutes les sinuosités d'un fleuve comme la Seine, bien visibles sur une carte à grande échelle, ne peuvent être indiquées sur la carte générale du monde.

La diversité d'échelles implique l'existence de plusieurs catégories de cartes, auxquelles correspondent des usages différents. Pour se rendre en automobile de Paris dans les Alpes, le vacancier utilisera une carte routière de la France à petite échelle (1/1 000 000) sur laquelle ne figurent que les axes autoroutiers et routiers principaux. Dans le massif du Mont-Blanc, un randonneur désireux de connaître tous les sentiers et les refuges devra consulter une carte du secteur à grande échelle (1/25 000 ou, mieux, 1/10 000).