Méthode d’échantillonnage

L'interprétation de l'utilisation et de la couverture du sol repose sur un réseau de points d'échantillonnage fixes, équidistants de 100 m, qui sont superposés aux photographies aériennes. Les points d'échantillonnage sont positionnés par rapport aux points d'intersection des coordonnées hectométriques de la carte nationale de la Suisse. Il y a au total un peu plus de 4,1 millions de points d'échantillonnage qui, à chaque relevé, sont considérés et interprétés exactement au même emplacement. Le géoréférencement de chaque point d'échantillonnage permet d'exploiter les données selon diverses unités géographiques et de les combiner avec d'autres géodonnées. Grâce au relevé cohérent de l'utilisation et de la couverture du sol d'un relevé à l'autre, il est possible de documenter pour chaque point quelles étaient l’utilisation et la couverture à chaque date et comment celles-ci ont évolué au cours du temps.

Adaptation au relief du terrain

Le positionnement des points d'échantillonnage est adapté par traitement photogrammétrique au relief du terrain à l'aide d'un modèle numérique de terrain. Le réseau de point d'échantillonnage est adapté à la géométrie des photographies aériennes à l'aide de leurs éléments d'orientation et d'un modèle numérique de terrain.

Transposition d'un réseau régulier de points d'échantillonnage sur une photographie aérienne
B = plan de la photographie
G = surface du terrain
K = plan de la carte

Modèle numérique de terrain

Pour calculer la position des points d'échantillonnage sur les photographies aériennes, on recourt à un modèle numérique de terrain. Ce modèle décrit le relief tridimensionnel de la surface terrestre en attribuant à chaque point, défini par des coordonnées x et y, une hauteur z.
Au cours des travaux de relevé de la statistique de la superficie, on a utilisé trois modèles de terrain couvrant l'ensemble du territoire, d’un degré de précision chaque fois différent :

Modèle numérique de terrain swissALTI3D

swissALTI_3D est un modèle numérique de terrain (MNT) à haute résolution dont les mailles ont un pas de 2 m au maximum. Les informations relatives à l'altitude proviennent de diverses sources de données. A une altitude inférieure à 2000 m, des mesures laser fournissent les données de base nécessaires. Au-dessus de 2000 m, les valeurs sont obtenues par stéréocorrélation. Le modèle swissALTI_3D est mis à jour suivant un cycle de 6 ans.

Modèle numérique de terrain DHM25 (modèle matriciel)

Le modèle numérique de terrain DHM25, plus récent, de l'Office fédéral de topographie est disponible pour l'ensemble du territoire depuis 1996, Il s'appuie sur les données altimétriques de la carte nationale 1:25'000 (modèle de base) et sur les altitudes transposées à partir de cette carte sur une grille aux mailles de 25 m (modèle matriciel).

Modèle numérique de terrain RIMINI

Le modèle numérique de terrain RIMINI est un modèle matriciel assez ancien et relativement imprécis, aux mailles de 250 m.  Pour le calcul des points d'échantillonnage de la statistique de la superficie 1979/85, ce modèle a été interpolé en une matrice aux mailles de 100 m.

Les altitudes du modèle RIMINI étant interpolées, il existe dans la statistique de la superficie de 1979/85 des écarts entre la position effective des points d'échantillonnage et leur position théorique (coordonnées hectométriques). Les erreurs de positionnement sont sensiblement plus grandes dans les Alpes, où le relief est très découpé, que sur le Plateau.
Pour la statistique de la superficie de 1992/97, la position initiale déterminante des points d'échantillonnage, relativement imprécise en raison de la maille grossière du modèle de terrain utilisé, a été reconstruite à l'aide du nouveau MNT25 afin de garantir un relevé basé sur des échantillons permanents.

Dans le cas des bandes d'images aériennes, le modèle numérique de terrain très précis swissALTI^3D est utilisé pour corriger le positionnement.

Avantages et inconvénients de la méthode d'échantillonnage

Par rapport à une délimitation des utilisations sur toute la surface couverte par la photographie aérienne, la méthode d'échantillonnage présente l'avantage d'être plus économique et de fournir plus rapidement des résultats. Dans les zones où plusieurs utilisations s'entremêlent, l'interprétation au point d'échantillonnage permet en outre de réduire le travail fastidieux qui consiste à délimiter les différentes utilisations les unes des autres. Son inconvénient réside dans le fait que les résultats obtenus pour de petites surfaces et des utilisations linéaires sont relativement imprécis et que la représentation cartographique n'a guère de sens. Les erreurs liées à un relevé aux points d'échantillonnage dépendent principalement de deux facteurs : l'occurrence du mode d'utilisation considéré, d'une part, et sa forme, sa taille et sa distribution, d'autre part.

Un gros avantage de la méthode d'échantillonnage avec points fixes est qu'il est possible de dire pour chaque point quelle était l'utilisation antérieure et, plus tard, quelle utilisation lui succède.  A partir des données des relevés, il est possible d'établir directement une matrice du changement de l'utilisation du sol au cours du temps. On peut ainsi représenter la situation avant / après à n'importe quel niveau d'agrégation de la nomenclature.