Calculer précisément l’altitude d’un point n’a rien d’évident, c’est pourtant une étape essentielle pour anticiper certains effets du changement climatique, par exemple le risque de submersion.
Dans ce nouveau tutoriel, nous allons voir comment exploiter les données d’altimétrie de l’IGN avec Python. Notre objectif : déterminer l’altitude de la place du Capitole à Toulouse.
Accès aux données RGE Alti
L’IGN met à disposition deux versions du jeux de données RGE Alti : RGE Alti 1 mètre, qui dispose d’une résolution horizontale de 1 mètre, et RGE Alti 5 mètre, version rééchantillonnée avec une résolution de 5 mètres.
Ces données sont accessibles via un ftp. Pour les télécharger, ouvrez FileZilla (ou votre client ftp préféré) et connectez vous avec :
Hôte : ftp3.ign.fr
Identifiant : RGE_ALTI_ext
Mot de passe : Thae5eerohsei8ve
Dans la fenêtre en bas à droite, vous voyez les fichiers qui sont disponibles en téléchargement. Ils sont organisés par département. Comme c’est Toulouse qui nous intéresse, nous allons télécharger les données pour la Haute Garonne avec une résolution de 5 mètres, C’est-à-dire le fichier : RGEALTI_2-0_1M_ASC_LAMB93-IGN69_D031_2021-05-12.7z
Une fois le téléchargement terminé, décompressez le fichier par exemple avec 7-zip.
Le dossier décompressé contient trois sous-dossiers :
1_DONNEES_LIVRAISON : dossier qui contient les données d’altitude pour de département divisées en “dalles”. Chaque dalle est un fichier .asc, c’est-à-dire un type de fichier texte.
2_METADONNEES_LIVRAISON : les métadonnées, date de publication, contact, etc.
3_SUPPLEMENTS_LIVRAISON : dossier qui contient un fichier shapefile décrivant les dalles.
Environnement de travail
Dans ce tutoriel, nous allons manipuler deux types de fichiers : le shapefile décrivant les dalles et les fichiers .asc contenant les données pour chaque dalle.
Comme nous l’avons déjà fait dans d’autres tutoriels, nous allons utiliser geopandas pour ouvrir le shapefile sous forme de geodataframe. Les données elles-mêmes peuvent être ouvertes avec Xarray, ce qui là aussi nous ramène en terrain connu.
En plus de ces deux librairies, nous allons aussi utiliser os pour spécifier le chemin vers les fichiers, pyproj pour passer facilement d’un système de coordonnées à un autre et shapely pour manipuler des objets géométriques.
La première étape consiste donc à créer un environnement avec ces différentes libraries et à les importer :
A quelle dalle appartient le point recherché ?
Regardons un peu plus précisément les données contenues dans le dossier 1_DONNEES_LIVRAISON : au total, la haute Garonne est divisée en 328 dalles de 5 kilomètres par 5 kilomètres.
Pour obtenir l’altitude du point qui nous intéresse, il faut donc d’abord déterminer à quelle dalle il appartient.
Heureusement, ces données sont accompagnées dans le dossier 3_SUPPLEMENTS_LIVRAISON d’un shapefile contenant la géométrie de chaque dalle. Commençons par ouvrir ce fichier :
Les métadonnées nous indiquent que ce fichier, comme beaucoup de données géographiques françaises, utilise une projection Lambert93. On peut le confirmer simplement en affichant le crs (“coordinate reference system”) du geodataframe, il suffit pour cela de taper gdf.crs.
Si les seules coordonnées géographiques dont vous avez entendu parler sont la latitude et la longitude, sachez que vous utilisez un système de coordonnées géographiques connu sous le nom de WGS 84 et qu’il en existe des centaines d’autres. Dont le Lambert93.
Mais pas de panique : nous allons continuer à travailler avec des coordonnées classiques. Il faut seulement créer un transformer pour convertir le WGS 84 vers le Lambert93. Grâce à pyproj c’est plus simple à faire qu’à expliquer :
Maintenant, il ne reste plus qu’à trouver la latitude et la longitude de la place du Capitole et à utiliser le transformer pour les convertir en Lambert93 :
Nous avons les coordonnées du point recherché dans le système de coordonnées du geodataframe. Pour trouver la dalle qui npous intéresse, il faut sélectionner la ligne du geodataframe dont la geometrie contient notre point.
Pour cela nous allons créer un objet géométrique à partir de nos coordonnées puis utiliser .contains pour filtrer le géodataframe :
Seule la 235e ligne du geodataframe contient notre point. Elle nous donne le nom de la dalle qui nous intéresse : RGEALTI_FXX_0570_6280_MNT_LAMB93_IGN69.
Utilisation des données d’élévation RGE Alti
Maintenant que l’on sait quelle dalle contient le point dont nous cherchons l’altitude, nous pouvons l’ouvrir avec Xarray. Nous allons en profiter pour afficher les données et voir à quoi elles ressemblent :
On obtient le résultat suivant :
Cette visualisation d’une dalle RGE Alti fait apparaitre le relief local. On ne s’est pas trompé : nous sommes bien à Toulouse. La Garonne apparait clairement avec l’Île du Ramier au centre. La colline de Pech-David est aussi facilement identifiable en bas à droite.
Il ne reste plus qu’à trouver la valeur du pixel correspondant à notre recherche :
Et voilà : selon les données RGE Alti de l’IGN, l’atitude au centre de la place du Capitole est de 142.8 mètres.
A propos : Callendar est une start-up spécialisée dans le développement de solutions innovantes pour l’évaluation des risques climatiques. Conscients du défi que représente l’adaptation au changement climatique, nous nous efforçons de partager notre expertise au travers d’outils accessibles ou de tutoriels comme celui-ci.