Problème de dénivelée
Bonjour,
à Alain PINZAGLIA,
Dans une discussion similaire (LAND 9 - PROBLEME DE DENIVELE), il y a quelques jours, vous dîtes :
(pour ma part j'utilise le baromètre seul, et corrige ensuite mes traces avec un petit logiciel personnel, qui va compenser le défaut principal de ce réglage, soit l'erreur dûe à la conversion pression/altitude.
Avec cette méthode, on arrive à une excellente reproductibilité de la valeur de dénivelé
Intéressant ce " petit logiciel personnel " . Je serais curieux de voir mais peut-être est-ce confidentiel.
Merci.
Alain DAVY
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Bonjour,
à Alain DAVY
C'est un petit programme écrit en REXX, langage de programmation qui m'est familier, car souvent utilisé dans mon environnement professionnel. Il peut bien sûr être écrit dans n'importe quel langage pour ceux qui ont la possibilité de programmer.
Je l'utilise depuis près de 10 ans pour mes traces, car aucune des méthodes proposées par Twonav pour le calcul de dénivelée, ne me satisfont.
Le principe est le suivant:
- l'altitude enregistrée dans mes traces est réglée sur "Baromètre".
- au retour de rando, un petit traitement de la trace de quelques minutes est nécessaire.
Pour une rando "normale", je coupe la trace en 2 parties, départ>point haut - point haut>arrivée;
La connaissance des altitudes réelles des points départ, haut, arrivée est nécessaire (MNT IGN 5m par exemple).
Pour chaque partie de trace, la comparaison, pour les points haut et bas, de la différence des altitudes enregistrées avec la différence des altitudes réelles, donne le pourcentage du décalage de la conversion pression/altitude.
On applique ensuite ce pourcentage à chaque point de la trace.
On obtient ainsi une altitude assez précise pour chaque point, et surtout une dénivelée précise, reproductible, de l'ordre de 1% en général (et ce, avec un réglage de "altitude min pour accumuler" de 0m ou 1m, ce qui évite le "rabotage" des petites montées/descentes).Je reconnais que ça semble compliqué à expliquer, mais c'est facile à appliquer.
Cordialement
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Bonjour,
à Alain PINZAGLIA,
Merci pour ces explications que je comprends très bien. La démarche est claire et me semble vraisemblablement simple et, sans aucun doute, efficace.
Pour ma part, j'applique sensiblement la même procédure à mes enregistrements "barométriques" de profils de traces de vélo de route pour corriger la dérive météo.
Après avoir légèrement lissé l'altimétrie de la trace brute (avec GPSTrackAnalyse.Net), j'utilise ensuite, pour le recalage, un logiciel d'analyse statistique (OriginLab).
S'agissant de traces de vélo de route, je procède au recalage en utilisant les points cotés pris, au vu de la carte au 25000ème de l'IGN, sur la route. Pour un itinéraire "normal", on a facilement une densité de 1point / km, voire davantage (soit une centaine de points pour 100 km tout de même !)
L’intérêt de prendre des points cotés bien définis sur la route, dans ce cas particulier là, est que, notamment sur les routes "à flanc", on ne subit pas l'erreur d'altitude liée à la prise en compte du MNT à coté de la route du fait de l'erreur de positionnement horizontal GNSS de la trace (routes de montagne par exemple).
L'inconvénient est que, d'une part, il faut disposer d'une bonne carte, ce qui n'est pas forcément le cas à l'étranger (Italie par exemple) et que, d'autre part, le traitement est, sûrement, bien plus long (saisie des points cotés sur la carte). Mais quand on aime ... même si c'est plus compliqué ... !
Un exemple (extrait) :
- en rouge, le profil "barométrique" brut (enregistrement à la seconde)
- en vert clair, ce même profil "barométrique" mais lissé (un peu trop ?) avec GPSTrackAnalyse.Net
- en vert foncé (c'est le résultat final), le profil "barométrique lissé" et recalé sur les points cotés IGN 25000ème
... et, pour voir à titre de comparaison, en bistre, le profil du terrain édité sur le MNT 5m de Bernard Perrot (que l'on remercie encore).
... mais tout ceci a été battu et re-battu, rien de bien nouveau.
Cdlt,
Alain DAVY
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Bonjour à tous,à Alain DAVY
Votre méthode est assurément efficace pour contrer les 2 "ennemis" de la mesure barométrique de l'altitude: l'erreur provenant de la conversion pression/altitude, et la dérive de la pression dûe à la variation des conditions météorologiques. L'utilisation des points côtés IGN, plus sûrs que les valeurs du MNT 5m, est une très bonne idée.
Un autre "ennemi"(petit), de la mesure barométrique de l'altitude, est la latence de la détermination de l'altitude. En tout cas avec tous les GPS TwoNav jusqu'à l'Anima. Je ne sais pas si ce défaut existe toujours sur les GPS plus récents. Ayant évoqué ce problème il y a quelques temps sur ce forum, il n'y avait eu aucune réponse.
Une façon pour mettre ce défaut en évidence: afficher l'altitude barométrique sur le GPS. Ensuite, par exemple dans votre cas à vélo de route, faire une descente (rapide), et après s'être arrêté, observer l'altitude affichée. Sur l'Anima on voit que, bien qu'à l'arrêt, l'altitude va continuer à descendre, pendant au moins 20 secondes avant de se stabiliser. (ça peut aller jusqu'à une dizaine de mètres).
Même chose en passant un col, si on s'arrête au sommet, l'altitude va continuer à grimper (pendant au moins 20 secondes avec l'Anima).
Ce défaut va systématiquement "raboter" la dénivelée globale dans le cas de nombreuses montées/descentes, sauf en s'arrêtant à chaque point haut et point bas, ce qui est peu pratique on en conviendra.Cordialement
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Bonjour,
La suite est probablement ici..
l'altitude va continuer à grimper (pendant au moins 20 secondes avec l'Anima).
- Ce n'est pas paracerque le compteur d'altitude à du retard, que ce retard est aussi sur la valeur enregistrée.
- Sur mon trail 2 je ne constate pas de retard, sans utiliser de compteur d'altitude, mais l'altitude au Wpt Suivant. Quand la position bascule d'un WPT à un autre ca commute immédiatement. Et la valeur affichée correspond a l'altitude en cours - celle du WPT. Ensuite ca suit les courbes et parfois de très près.
Cordialement
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Bonjour,
à Bernard Perrot
Pourquoi cette conversion induirait-elle une erreur notable et recurrente ?
C'est parce que la conversion pression/altitude n'est exacte que pour une atmosphère "standard". C'est 15° au niveau de la mer, et une progression régulière de la température en fonction de l'altitude.
Quand il fait froid, le décalage est positif: si l'altimètre est étalonné à 1000m, à 2000m il indiquera plus, 2050m par exemple. Quand il fait chaud, c'est l'inverse, altimètre étalonné à 1000m, à 2000m il indiquera moins, 1950m par exemple.
C'est un test que l'on peut facilement faire quand les températures sont très chaudes ou très froides.
Il ne faut pas mettre ces écarts "sur le dos" de la dérive de température dûe aux variations météorologiques.
Dans nos régions, disons en France, j'ai pu constater des décalages allant de -65/1000m à +60m/1000m environ. Il y a plusieurs années, une excellente documentation était disponible sur ce sujet chez Thommen.à Thierry Charlès
Ce n'est pas parce que le compteur d'altitude a du retard, que ce retard est aussi sur la valeur enregistrée
Possible que ce soit ainsi avec le Trail 2, et c'est tant mieux. Mais avec l'Anima, la valeur de l'altitude dans la trace enregistrée suit scrupuleusement l'altitude affichée, et donc ce décalage influe sur le calcul de dénivelée.
Cordialement
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La conversion de la pression atmosphérique en mesure de l'altitude est fondée sur une atmosphère standard – température de 15°C au niveau de la mer qui décroit de 6,5°C par 1000 mètres de dénivelé. L'air plus froid qu'à la température normale est plus dense, en conséquence le dénivelé mesuré dans des conditions hivernales sera plus grand que le dénivelé parcouru. La correction à apporter devrait être de 4 mètres par tranche de 1000 mètres de dénivelé et par degré en plus ou en moins de la température normale.
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Bonsoir,
"La correction à apporter devrait être de 4 mètres par tranche de 1000 mètres de dénivelé et par degré en plus ou en moins de la température normale."
Certes, mais une fois l'altimètre calé, pour que l'altitude dérive "anormalement", il faut que la température dérive elle-même de façon importante au niveau du récepteur GPS.
Nous avons toujours dit ici, moi en particulier, qu'il faut toujours caler l'altimètre au départ (et accessoirement, quand on peut à un lieu coté ou dont l'altitude du MNT est fiable) !Et il faut faire attention a ne pas comparer stricto-senso un altimètre mécanique type "Thommen" (j'en ai un dans un tiroir) qui ne peut pas être compensé et un dispositif électronique qui lui peut être compensé (et l'est...).
Cordialement,
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Re,
Je ne peux que répèter ce que j'ai dit:
Quand il fait froid, le décalage est positif: si l'altimètre est étalonné à 1000m, à 2000m il indiquera plus, 2050m par exemple. Quand il fait chaud, c'est l'inverse, altimètre étalonné à 1000m, à 2000m il indiquera moins, 1950m par exemple.
C'est un test que l'on peut facilement faire quand les températures sont très chaudes ou très froides.Ceci est valable quel que soit le type d'altimètre, mécanique ou numérique. Qu'on le veuille ou non, c'est ainsi.
La compensation en température (de l'appareil en fait) n'a rien à voir avec ce problème.
Cordialement
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Re bonsoir,
...essayons de mieux expliquer...
une fois l'altimètre calé, pour que l'altitude dérive "anormalement", il faut que la température dérive elle-même de façon importante au niveau du récepteur GPS.
Oui, mais non, en général la compensation en température de l'appareil est suffisante pour que ça ne soit pas perceptible.
Donc, une fois l'altimètre calé, et si l'on reste à la même altitude, l'altitude indiquée ne dérivera que si la pression change à cause d'une évolution des conditions météo.
Pour que l'explication soit plus simple, excluons toute évolution des conditions météo.
L'altitude indiquée ne changera pas si l'on reste à la même altitude.Maintenant, si l'on monte ou descend, la pression mesurée va diminuer ou augmenter, et l'appareil voyant la pression changer, devra en déduire une nouvelle altitude.
Pour celà il va utiliser la table de conversion pression/altitude de l'atmosphère standard, laquelle donne une valeur d'altitude pour chaque pression mesurée. C'est la seule façon qu'il a pour trouver la nouvelle altitude.Dans le cas où l'atmosphère n'est pas standard, comme assez souvent, la valeur de l'altitude indiquée ne sera pas exacte.
En général le décalage est assez faible, surtout au printemps ou en automne, mais comme dit plus haut, j'ai pu mesurer des décalages de -65m/1000m par temps très chaud, à +60m/1000m par temps très froid.Cordialement
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Bonsoir,
Donc, une fois l'altimètre calé, et si l'on reste à la même altitude, l'altitude indiquée ne dérivera que si la pression change à cause d'une évolution des conditions météo.
Par conséquent, un jour de beau temps ciel bleu, je recale l'altitude du GPS posé sur une table dans le jardin à 8h, je le laisse fonctionner / enregistrer jusqu'à 10h, sans le déplacer. Je le met sur OFF et trace la courbe des altitude...
Elle sera stable, soit une droite?
Cordialement
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Bonjour à tous,
Il y a quelque temps, pour analyser le phénomène des "perruques", j'avais réalisé, sur plusieurs jours, plusieurs enregistrements avec mon CROSS stationné de façon parfaitement statique sur un point fixe dégagé.
Ces enregistrements avaient été faits, chacun pendant plusieurs heures, à des cadences différentes.Concernant l'enregistrement de l'altimétrie, le CROSS était en mode "barométrique" et calibré, en début de chaque session, à l'altitude conventionnelle de 76 m.
Ci-après, les profils altimétriques bruts de huit de ces enregistrements et leur synthèse avec, en abscisse, la durée.
Sur chacun de ces profils, on voit des petites aspérités (dentelures) liées aux erreurs aléatoires des mesures individuelles successives sur chaque point. Plus globalement, chaque profil présente une forme curviligne figurant des "vagues" plus ou moins nombreuses, d'amplitude plus ou moins prononcée et de période plus ou moins longue, quand bien même le récepteur était resté à l'altitude constante de 76 m.
Les statistiques d'ensemble y montrent des valeurs de "min/max elev","elev. gain/loss" anormales par rapport aux valeurs réelles/exactes qui devraient être de "76m" pour "min/max elev" et nulles pour "elev. gain/loss" ...A l'évidence, le résultat de chacun de ces tests traduit une variation de la pression atmosphérique étalée sur la durée de l'enregistrement et liée à des fluctuations météorologiques (vent, hygrométrie, température, etc...). Si ce n'était pas le cas, hormis toujours les petites aspérités accidentelles de mesures évoquées, chaque profil général devrait être une droite parfaitement horizontale à l'altitude de 76 m.
En conclusion, et ce n'est pas nouveau, quitte à se répéter (et à répéter ce qui a été abondamment dit par d'autres), à partir de ces constats, pour améliorer, autant que possible, le profil (et du même coup les valeurs numériques des altitudes, pentes et dénivelées, ...) de la trace d'un itinéraire, l'idée est de procéder en deux étapes successives :
1° - un lissage "doux" pour réduire au mieux les petites aspérités, de faible amplitude mais de fréquence élevée, liées aux erreurs aléatoires des mesures particulières.
2° - un recalage, assorti d'une interpolation intermédiaire, aussi fréquemment que possible, sur des points d'altitude "exacte" et étalés sur l'ensemble de la durée du parcours, pour tenir compte des variations météorologiques temporelles à amplitude plus forte et à période plus longue ...... cela pouvant être réalisé ,"en temps réel", dans le récepteur, pour l'un par filtrage des mesures d'une part et pour l'autre, d'autre part, par recalage sur DEM
... ou alors, "en post-traitement", à partir des enregistrements bruts, "à la maison" ... cette méthode-là étant l'objet initial de cette discussion.
Cdlt,
Alain DAVY -
Bonjour,
Un article donnant des explications sur les problèmes de détermination de l'altitude d'un point à partir de la mesure de la pression:
- erreur induite par la méthode imparfaite de conversion.
- erreur induite par le changement de pression lié à l'évolution des conditions météorologiques.https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/altitude-methode-barometrique.xml
Légèrement technique, avec des explications simples comme ceci:
"La formule barométrique utilisée par l'altimètre suppose que la température au niveau de la mer est de 15°C et que le gradient est de 0,0065 K/m. Ceci n'est pratiquement jamais vrai et, par temps très chaud ou au contraire très froid, la formule introduit un biais systématique assez important"Bien sûr, connaître les raisons qui font que la conversion pression/altitude est entâchée d'erreur n'est pas indispensable. Il suffit de savoir qu'une correction est nécessaire, ce que nous savons tous.
Cette correction pouvant se faire, soit en temps réel avec réétalonnages fiables fréquents, soit en post-traitement "à la maison" par des méthodes semblables à celles expliquées au début de cette discussion, comme l'écrit Alain DAVY.
Cordialement
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Bonjour,
Et si vous utilisez les DEM de l'IGN de 5m ? C'est précis, font bien le boulot et sont compatibles avec les GPS Twonav, sauf si on est sur un viaduc/pont l'altitude sera celle du terrain dessous. pas grave en fait on passe pas tous les jours sur un pont. La précision est tout à fait correcte comparé aux points d'altitude sur la carte IGN.
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Bonjour,
à Maxime MULLER,
Vous suggérez :
Et si vous utilisez les DEM de l'IGN de 5m ? ... La précision est tout à fait correcte comparé aux points d'altitude sur la carte IGN.
Je disais :
S'agissant de traces de vélo de route, je procède au recalage en utilisant les points cotés pris, au vu de la carte au 25000ème de l'IGN, sur la route.
L’intérêt de prendre des points cotés bien définis sur la route, dans ce cas particulier là, est que, notamment sur les routes "à flanc", on ne subit pas l'erreur d'altitude liée à la prise en compte du MNT à coté de la route du fait de l'erreur de positionnement horizontal GNSS de la trace (routes de montagne par exemple).
Cdlt.
Alain DAVY
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Bonjour
à Maxime Muller,
J'utilise les DEM IGN 5m depuis leur disponibilité, mais uniquement pour afficher l'altitude de l'endroit où je suis sur le terrain, ce qui en général convient.
Les utiliser pour calculer la dénivelée d'une trace conduit immanquablement à des erreurs dûes à l'imprécision des GNSS en positionnement horizontal (ce n'est déja pas bon avec une bonne réception, et ça devient encore pire en casde réception limite).
Augmenter "l'altitude min pour accumuler" afin d'atténuer ce problème, conduit immanquablement à une dégradation du résultat, par rabotage des montée/descente.Pour avoir une bonne estimation de la dénivelée, seul l'altimètre barométrique est efficace, mais compte tenu de ses inconvénients, il faut le corriger.
Certains utilisent les corrections prévue dans les GPS (par DEM ou GPS), et d'autres utilisent des méthodes personnelles comme celles exposées plus haut dans cette discussion.
Pour ma part, si j'avais été satisfait des résultats en utilisant directement les DEM, je n'aurais pas passé du temps à chercher mieux, mais ce n'était pas du tout satisfaisant.Cdlt
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Bonsoir,
Il faut vraiment être juste à coté d'une falaise pour constater une erreur, je ne l'ai jamais constaté chez moi. Et avec Land, en ayant ces DEM précis on peut corriger chaque point de la trace automatiquement ce que je fais avec les traces de mon Garmin qui lui n'accepte pas les DEM.
Je rajouterai qu'en vélo, la trace suit parfaitement la route ou le chemin car la vitesse améliore largement la précision, ce, que j'ai toujours constaté contrairement à une randonnée pédestre, et ce quel que soit le GPS, j'ai un ancien Edge 705 Garmin qui n'a que le système GPS et qui est très précis en vélo.
cDL -
Bonsoir,
"Il faut vraiment être juste à coté d'une falaise pour constater une erreur" ...ce n'est pas mon avis, il y a des erreurs bien en dehors de telle situation, au moins celles qui suivent:
- les erreurs (rares) que vous évoquez, de passage sur des ponts.
- les erreurs, comme dit plus haut, dûes au positionnement horizontal imprécis permanent, et plus importantes lorsque la couverture satellite est médiocre.
- les erreurs sur les points hauts résultant du mode de calcul (en général quelques mètres, mais plus de 20m ca m'est arrivé, seulement explicable par des erreurs des valeurs des MNT IGN 5m) - même chose pour les points bas, dans une moindre mesure. On peut d'ailleurs remarquer qu'à plusieurs endroits, les valeurs d'altitude données par le MNT IGN 5m diffèrent de celles des points côtés par IGN (la référence).Pour ma part, je fais du vélo, vtt, ski rando et rando pédestre, la plupart du temps en montagne.
J'aime bien avoir une trace dont je suis sûr, et qui reflète au mieux la sortie, sans avoir à me demander à chaque fois, si je suis passé sur des ponts, si le GPS a reçu tout le long un bon nombre de satellites, et de combien sont décalés les points hauts et bas parcourus. C'est pour celà que j'utilise la méthode décrite plus haut, laquelle me donne entière satisfaction.Mais chacun utilise la méthode qu'il juge la mieux adaptée à son usage, et c'est bien ainsi...
Mon point de vue est que la mise en disponibilité des MNT IGN 5m a été sans nul doute, une grande amélioration par rapport à ce qu'on avait jusqu'alors, mais que ça ne fait pas tout.
Cdlt
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J'ai contrôlé point par point là où il y a les courbes de niveau, le point d'altitude chaque point de trace sur la carte IGN 25k, à quelques mètres c'est tout bon, surtout une trace en vélo, vous pouvez voir si votre trace est bonne par rapport à la route, en la plaçant sur une orthophoto satellite IGN au zoom 19, vous serez, surpris par sa qualité.
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Ce n'est pas parce qu'on n'a pas détecté d'erreur qu'il n'y en a pas...
1 - Pour illustrer une erreur importante dûe au positionnement horizontal imprécis lorsque la couverture satellite est médiocre (la réception était de seulement 5 satellites pendant peu de temps dans un vallonnement:)
En bleu la trace provenant de l'altimètre + correction, en rouge ce qu'on obtient avec le MNT IGN 5m.2 - Pour illustrer une erreur importante de la valeur de l'altitude du MNT IGN 5m:
Ici l'altitude est de 1522m, et on voit que les courbes de niveau dépassent les 1520m.Ici le MNT IGN 5m indique 1500m environ,soit 22m de moins.
et il y en a d'autres comme ça...
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Bonjour,
La base de données IGN est un patchwork de relevés issus d'outils et de moyens aux performances disparates, par endroit (relevés récents) ca sera 1 m, a d'autres 5 m et probablement pire la ou la technique de relevés est la plus ancienne et le fichier obtenu par interpolations.
Le travail de relevés complet de l'hexagone à la résolution 1 x 1 x 1 m est en cours, les premières zones faites en 2021 commencent a être intégrées au MNT disponible sur le site IGN GEO SERVICES.
La voix de la BD ALTI 5 m n'est pas encore celle du "messie" mais ca ne saurai tarder.
Bien cordialement.
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Bonjour,
Il suffit de voir sur Géoportail si votre région est bien couverte par les MNT de 5m, car effectivement certaines sont des interpolations de 25m en 5m, par curiosité essayez de les utiliser si elles sont correctes et en vélo, et vous verrez bien si vous trouvez une différence. Par contre sur quoi vous vous basez pour dire que vos altitudes sont correctes avec le baromètre, il vous faut bien une base de référence d'une grande précision ? -
Bonjour,
à Maxime Muller
"sur quoi vous vous basez pour dire que vos altitudes sont correctes"
Dans le 1er cas illustré, c'est facile: c'est une piste de ski qui, à partir d'un point IGN côté 1498m, monte régulièrement et faiblement, et qui n'a aucune chance de faire ce que donne le relevé avec MNT IGN 5m.à Thierry Charlès
Ok pour ces infos. Cela corrigera assurément le second cas ci-dessus, et c'est tant mieux, mais n'aura aucune influence sur le premier, malheureusement.Cdlt
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Re,
...à quoi vous sert une telle précision en altitude ?
Ce n'est pas tellement la précision de l'altitude qui m'importe, mais plutôt la précision du dénivelé total de la rando.
Si, en effet, l'altitude ponctuelle donnée par le MNT IGN 5m en général me convient, par contre le dénivelé total obtenu par cette méthode, lui, en général ne me convient pas.Cdlt
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Bonjour,
Le dénivelé cumulé est une notion fractale.
En conséquence, moins que sa valeur brute, c'est ce qu'on veut en faire, en déduire, qui importe et régit la façon dont on fait ce relevé.
J'avais déjà eu l'occasion de le dire ici, le MNT à 5m est un peu trop précis (le maillage) pour la précision horizontale de nos appareils.
Pour un cumulé qui est cohérent avec les "habitudes" d'un randonneur, un maillage de 10m est mieux.
Le MNT à 1m sera utile pour tracer des parcours, mais sur le terrain ou pour analyser une trace réelle, il ne servira à rien.Cordialement,
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Bernard,
Perso je m'en sers (MNT 5m) sur le Trail2 et le Cross et ça me convient, comme avec Land on peut recalculer l'altitude de tous les points d'une trace en rapport avec le MNT de 5m installé, je regarde mon dénivelé cumulé donné par le GPS puis je fais le recalcule avec Land, le dénivelé cumulé ne bouge que de quelques mètres entre l'origine et celui recalculé, ce qui prouve que l'altitude du GPS est correcte pour mon usage. Et puis je ne suis pas à 20m près, à quoi ça sert ?
CDL
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