1、 Rec. UIT-R P.1058-2 1 RECOMMANDATION UIT-R P.1058-2 BASES DE DONNES TOPOGRAPHIQUES NUMRIQUES POUR LES TUDES DE PROPAGATION (Question UIT-R 202/3) (1994-1997-1999) Rec. UIT-R P.1058-2 LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) quil faut disposer dinformations topographiques pour utilis
2、er les modles de prvision de la propagation; b) que les futurs modles de prvision de la propagation permettront dutiliser des donnes topographiques plus dtailles; c) quil est ncessaire de fournir des conseils techniques en vue dlaborer les cartes topographiques numriques destines tre utilises pour l
3、a prvision de la propagation; d) que des changes de donnes entre les diffrentes administrations sont ncessaires; e) quil est souhaitable dtablir une base de donnes topographiques lchelon international, recommande 1 dutiliser pour les bases de donnes topographiques les systmes de coordonnes dcrits au
4、 2 de lAnnexe 1; 2 de dterminer lespacement horizontal des valeurs dans une base de donnes topographiques conformment au 5 de lAnnexe 1; 3 de faire apparatre clairement dans les bases de donnes topographiques la surface des mers et des lacs, avec leur altitude; 4 dindiquer dans les bases de donnes t
5、opographiques la couverture de terrain, artificielle ou naturelle, avec des dtails concernant le type et la hauteur de cette couverture; 5 de tenir compte des informations supplmentaires dcrites dans lAnnexe 1 pour tablir une base de donnes topographiques. ANNEXE 1 1 Introduction Les bases de donnes
6、 topographiques labores pour la prvision de la propagation doivent contenir des donnes lies au type de prvision. Pour des frquences suprieures 30 MHz environ, il est ncessaire de disposer des informations sur laltitude et la couverture de terrain. En ce qui concerne les prvisions dtailles aux frquen
7、ces suprieures 1 000 MHz environ, plus particulirement dans les zones urbaines, il est ncessaire de connatre, outre laltitude du terrain, lemplacement, la taille et lorientation des diffrents btiments. Des modles de prvision de plus en plus perfectionns devraient permettre une prvision plus prcise d
8、e la propagation mais, en contrepartie, ces modles exigeront des informations supplmentaires et de ce fait une rduction de lespacement horizontal des chantillons de donnes. La prsente Annexe vise fournir des directives sur le type de donnes que les bases de donnes topographiques devraient inclure et
9、 sur les valeurs qui conviendraient pour lespacement horizontal des chantillons de donnes. Il est noter que lon peut sattendre lapparition dune gamme trs tendue dutilisations des bases de donnes topographiques ainsi quun trs grand nombre de donnes relatives la couverture de terrain. Dans une zone go
10、graphique quelconque prise individuellement, tous les types de couverture ne seront vraisemblablement pas rencontrs, ce qui a des rpercussions importantes sur la mmorisation des donnes. On pourrait concevoir un ensemble 2 Rec. UIT-R P.1058-2 universel de donnes sur la couverture de terrain, mais de
11、nombreuses catgories nauraient aucun fondement dans la majorit des applications spcifiques de bases de donnes topographiques. tant donn quune telle exhaustivit mobiliserait ncessairement une capacit de stockage superflue, le choix dune srie de catgories susceptibles dtre utilises de la mme manire da
12、ns toutes les applications ne semble pas tre judicieux actuellement. Nanmoins, on peut donner des directives concernant les catgories qui ont t juges appropries et celles qui mritent vraisemblablement un complment dtude. Pour les raisons qui viennent dtre exposes, aucun format de stockage universel
13、ne peut tre propos. Toutefois, il semble opportun de choisir des logiciels ad hoc pour assurer linterface entre les programmes de prvision de la propagation et la base de donnes. Cela permettra dactualiser le contenu et la structure de la base de donnes et, moyennant une transformation approprie du
14、logiciel daccs, de ne pas modifier les programmes de prvision de la propagation. Pour assurer correctement lchange de donnes topographiques, par exemple entre administrations ou entre fournisseurs et utilisateurs, il est essentiel de joindre la base de donnes le logiciel daccs qui convient ou de don
15、ner toutes les informations ncessaires sur le contenu et le mode de stockage de cette base de donnes. 2 Systmes de coordonnes Pour les donnes topographiques, on a le choix entre plusieurs systmes de coordonnes. Ces systmes entrent gnralement dans lune des deux catgories principales suivantes: systme
16、 de coordonnes angulaires, il sagit en principe de la latitude par rapport lquateur et de la longitude par rapport un mridien de rfrence, gnralement celui de Greenwich; systme de coordonnes rectangulaires appliques une zone particulire de la surface de la Terre conformment une projection mathmatique
17、 dfinie. Les principales caractristiques de ces deux systmes peuvent se rsumer de la manire suivante: les coordonnes de latitude et de longitude permettent une couverture mondiale sans discontinuit, mais la relation entre les valeurs des coordonnes et les distances au sol est non linaire. En particu
18、lier, le facteur dchelle entre la longitude et la distance au sol varie en fonction de la latitude; les projections orthogonales conduisent approximativement un facteur dchelle fixe et une relation linaire entre les coordonnes et les distances au sol sur une zone gographique dfinie, mais il faut red
19、finir une nouvelle projection orthogonale pour chaque nouvelle zone afin dviter dimportantes distorsions. De nombreux services cartographiques nationaux adoptent une projection orthogonale pour leurs cartes sur papier, cest pourquoi les donnes topographiques les plus dtailles pour une zone donne son
20、t souvent associes des points espacs rgulirement sur la projection locale. De nombreux systmes de cartographie nationaux sont bass sur la projection transverse de Mercator. Le systme de projection universelle transverse de Mercator (UTM) est un ensemble de telles projections bas sur des dfinitions u
21、niformes pour diffrentes longitudes, les routes vers le nord tant repres par rapport lquateur. On obtient ainsi un degr utile de normalisation. Dans certains cas, on prfre les projections o la prcision une latitude et une longitude donnes est optimise, auquel cas on choisit gnralement des valeurs in
22、dividuelles pour lellipticit terrestre afin de rduire les erreurs au minimum. Il existe galement un certain nombre de projections non transverses de Mercator. Pour choisir le systme de coordonnes le mieux adapt, plusieurs facteurs peuvent entrer en jeu, notamment: lorsquon veut une trs grande prcisi
23、on, il vaut mieux conserver le systme de coordonnes dorigine, car la conversion dans un systme diffrent se traduira gnralement par une perte de prcision; lors de lextraction de profils de trajets courts, les donnes associes une projection orthogonale permettent une simplification intressante, tant d
24、onne quune droite dans ce systme de coordonnes donnera approximativement une droite sur le sol. Lcart par rapport un trajet rel sur le grand cercle dpendra du systme de projection ainsi que de la longueur et de lorientation du trajet. En rgle gnrale, une droite dans une projection orthogonale est su
25、ffisamment prcise pour les tudes de propagation jusqu une distance denviron 100 km. Toutefois, les carts rels varieront en fonction de la projection utilise et auront tendance crotre pour des trajets orients ouest-est et situs des latitudes plus leves. Les utilisateurs doivent valuer les erreurs dan
26、s le cas le plus dfavorable lorsquils tracent des profils de trajet sous forme de droites dans une projection orthogonale; les coordonnes angulaires (latitude, longitude) sont intressantes lorsquil sagit dassurer une couverture continue sur des zones tendues. Alors que la gomtrie du grand cercle ser
27、t viter une non-linarit excessive, le recours aux coordonnes de latitude et de longitude permet dviter les nombreuses conversions qui sont ncessaires pour effectuer une projection orthogonale. Rec. UIT-R P.1058-2 3 Compte tenu des facteurs ci-dessus, il est impossible de recommander un seul systme d
28、e coordonnes pour tous les cas. Pour la coordination internationale, il est recommand dutiliser le systme de coordonnes angulaires (latitude, longitude) car ce systme permet de couvrir toute la surface de la Terre sans discontinuit. Dans les cas o une projection orthogonale est ncessaire pour des qu
29、estions pratiques, il est prfrable dutiliser les coordonnes UTM pour des raisons duniformit. Le Tableau 1 rsume ce qui prcde. TABLEAU 1 Systmes de coordonnes 3 Donne godsique Une donne godsique est un ensemble de valeurs de rfrence sur lequel un systme de coordonnes doit tre bas. La donne WGS 84, qu
30、i est base sur le gode GRS 80, est recommande pour la coordination internationale. 4 Compatibilit des bases de donnes Lorsque des donnes topographiques ou cartographiques provenant de diffrentes sources sont combines, il faut veiller leur compatibilit. En gnral, des dcalages se produiront sauf si to
31、utes les donnes sont associes la mme donne godsique et au mme systme de coordonnes. 5 Espacement horizontal dans une base de donnes de type macroscopique La valeur de lespacement horizontal entre points de donnes, qui doit tre utilise dans une base de donnes topographiques, dpend de la nature de lut
32、ilisation future des donnes. On ne peut recommander une valeur particulire. Dans la pratique, les espacements horizontaux compris entre 20 m et 1 km ou lquivalent en secondes darc sont largement rpandus. Diffrents modles de prvision de la propagation ont non seulement des spcifications distinctes po
33、ur la rsolution horizontale, mais galement une sensibilit diffrente aux changements de rsolution horizontale. Une plus grande rsolution horizontale avec une mthode de prvision de la propagation donne ne conduit pas toujours une meilleure prcision des prvisions. 6 Prcision des donnes daltitude du ter
34、rain La prcision des modles de prvision de la propagation peut dpendre fortement de la prcision des donnes daltitude du terrain figurant dans une base de donnes topographiques. La prcision sur les altitudes de terrain sexprime gnralement sous forme dune erreur quadratique moyenne. La rsolution horiz
35、ontale, la prcision verticale et la mthode de prvision de la propagation utilise auront toutes une influence sur le rsultat calcul. En gnral, plus les mthodes dterministes de prvision de la propagation sont dtailles, meilleures doivent tre la rsolution et la prcision des donnes topographiques, mais
36、les dtails varieront selon les cas. Une erreur quadratique moyenne de 15 m pour laltitude du terrain savre acceptable dans de nombreux cas. Paramtre Latitude-longitude UTM Autre Applicabilit Terre entire Une grande partie de la Terre Gnralement locale Forme dune maille Trapzode curviligne Le carr es
37、t une bonne approximation Le carr est gnralement une bonne approximation Variation du facteur dchelle Varie en fonction de la latitude Un facteur constant est une bonne approximation Un facteur constant est gnra-lement une bonne approximation Frontires Aucune Fonction de la longitude Variable 4 Rec.
38、 UIT-R P.1058-2 7 Principes gnraux rgissant le stockage des donnes relatives aux altitudes de terrain La plupart des bases de donnes topographiques actuellement utilises pour la prvision de la propagation et la planification radio utilisent des tableaux bidimensionnels de donnes rgulirement espaces
39、dans le systme de coordonnes choisi, donnes quon dsigne par donnes mailles. Lavantage est le suivant: il nest ncessaire de fournir les coordonnes horizontales que des points de rfrence, la plupart des donnes se prsentant sous la forme de tableaux auto-indexs comportant les valeurs daltitude. Pour le
40、s projections orthogonales, lespacement horizontal des donnes sera gnralement le mme dans toute la base de donnes. Pour les coordonnes de latitude et de longitude, lespacement relatif la longitude est parfois augment par pas mesure que la latitude augmente afin de conserver une valeur approximativem
41、ent constante pour le facteur dchelle relatif la longitude. Le stockage des donnes mailles est recommand pour les bases de donnes topographiques utilises pour les tudes de propagation car ce type de stockage est simple et largement utilis. Les informations fournies ci-aprs sont des indications gnral
42、es concernant dautres mthodes de stockage de donnes topographiques qui peuvent tre utiles. Lutilisation dautres mthodes de stockage des donnes topographiques suscite un intrt croissant car on cherche rduire lespace de stockage et dans certains cas fournir une reprsentation plus efficace de laltitude
43、 du terrain. On peut utiliser les mthodes classiques pour la compression des donnes topographiques, mme si les mthodes spcialises permettent en gnral dobtenir des taux de compression plus levs, mais ces mthodes ne sont pas toutes sans erreur. Comme exemple de compression des donnes mailles, on peut
44、citer: la transformation discrte en cosinus; diverses formes du codage de Huffman, qui peut tre sans erreur et qui est particulirement efficace si la diffrence entre les altitudes effectives et les altitudes prvues partir de points voisins est cod selon celui de Huffman pour le stockage; lutilisatio
45、n dun espacement variable entre les points en fonction de lirrgularit du terrain, ces points pouvant tre stocks efficacement sous forme dune liste de nuds de quadruplets avec des liens. Lorsque les donnes daltitude du terrain ont une rsolution horizontale suffisante en des points irrgulirement rpart
46、is, ce qui suppose normalement un systme dobservation slectionnant des caractristiques comme les lignes de crte et de valle, le rseau irrgulier triangul (RIT) prsente un certain nombre davantages. La mthode est base sur le stockage des coordonnes horizontales et de laltitude de chaque point. Il est
47、galement ncessaire de dfinir une triangulation reliant tous les points afin de reprsenter le terrain sous forme de facettes triangulaires contigus. La triangulation peut faire lobjet dun stockage explicite ou implicite en vue dune reconstitution pendant lextraction de donnes. Il convient de noter que lavantage du RIT tient ce que les points sont lis aux caractristiques du terrain, qui seront gnralement irrgulires. Deux problmes se posent: la cartographie traditionnelle ne fournit pas toujours de tels points observs d
