Brevet FR2722286A1 — publié le 19960112

Procédé Dour effectuer des relevés toPoaraDhiques et assurer leur traitement et les moyens de mise en oeuvre. Le domaine technique de l'invention concerne les procédés pour effectuer des plans topographiques urbains ou ruraux, cartes marines, plans de recollement ou autres en utilisant un télémètre ou tachéomètre à faisceau laser. D'une manière parfaitement connue pour un homme du métier, la topographie, dans son sens le plus général, est une science qui a pour objet tout ce qui concerne l'établissement des plans et cartes et leur exploitation. Les utilisations de ces plans sont multiples et concernent de trés nombreuses professions, parmi lesquelles on peut citer Armée, E.D.F., Urbanisme, Equipement, Géographes, Géophysiciens, Géologues, Prospecteurs, Notaires, Juges et même le simple public. Les Géomètres qui sont concernés par le domaine de l'invention établissent généralement des plans à grandes échelles (du 1/5000 au 1/20).L'établissement de ces plans s'effectuent par des relevés sur le terrain qui permettront de déterminer la projection orthogonale (coordonnées X et Y) et les cotes (ou altitudes Z) des points particuliers à représenter (détails topographiques), et au dessin du plan proprement dit. Actuellement le levé des plans topographiques s'effectue comme suit: a) La polygonation constitue un maillage enserrant toute la zone à relever et forme un canevas densifié de telle sorte que de chaque station on puisse relever les points de détails. Ce canevas de précision a pour but de limiter l'accumulation des erreurs (qui seraient inévitables si I'on procédait à un levé de proche en proche) et constitue la charpente sur laquelle on met les détails en place. Cette polygonation peut être dans un système local ou bien rattaché à un référentiel : coordonnées calculées dans un système de projection connu (Lambert, Mercator...) et altitudes calculées par rapport à un point référence connu (niveau zéro des mers: N.G.F....). b) Le levé des détails s'effectue à partir des sommets du canevas (stations) par lecture des coordonneés polaires (angles horizontaux, verticaux et distances données par le tachéomètre) sur chaque point relevé. Ces données sont stockées dans la mémoire vive couplée au tachéomètre. II faudra également stocker pour chaque point, son numéro, qui servira à l'identifier et à faire la correspondance entre le croquis et l'information stockée dans la mémoire du tachéomètre, la hauteur du prisme par rapport au sol qui servira à calculer l'altitude du point relevé au sol et éventuellement la nature du point relevé (point de niveau, arbre, regard...). Ces informations sont transmises à l'opérateur (qui pilote le tachéomètre) par le porte prisme (qui montre les points). Le porte prisme doit simultanément faire le croquis qui servira à l'interprétation des données. Ce croquis fait à main levée sur le terrain dans des conditions parfois difficiles (pluie, vent...) n'est pas toujours facile à relire. Une fois le relevé des points de détail terminé, il faudra au bureau calculer les coordonnées X,Y,Z des sommets de la polygonale, calculer les points de détail à partir de ces stations, puis passer à l'interprétation du croquis afin de dessiner le plan, soit manuellement, soit à l'aide dun programmé de dessin assisté par ordinateur (D.A.O.). II existe également d'autres méthodes de levé des plans parmi lesquelles ont peut citer : levé par abscisses et ordonnées, photogramétrie, positionnement par satellite GPS... Toutefois, la méthode décrite précédemment, est celle qui est la plus employée car elle met en oeuvre un matériel largement répandu chez les géomètres et topographes (appareils électroniques de mesure ayant des précisions suffisantes), et parce qu'elle est utilisable dans presque tous les cas de figures (relevés terrestres, topographie souterraine, topographie urbaine...). Un des problèmes que se propose de résoudre l'invention est de pouvoir réduire les différentes étapes de la confection des plans et donc de réduire le temps passé et les coûts, tout en réduisant les risques d'erreurs possibles et les difficultés résultant de l'application de la méthode précédemment décrite. En effet, des erreurs peuvent apparaitre au niveau des informations orales et de la compréhension susceptible d'entrainer un décalage des numéros de points, hauteurs de mire fausses... Un autre problème que se propose de résoudre l'invention, est de pouvoir vérifier, au moment de la prise des mesures, qu'aucune omission n'a été faite tels qu'oublis de points ne permettant pas le dessin correct du plan. On a voulu également pouvoir comparer sur place la bonne concordance entre le résultat final (plan en cours de confection sur la tablette graphique) et le terrain relevé, ou bien encore pouvoir contrôler ou exploiter en temps réel les mesures (vérification d'une distance, d'une surface, suivi d'une courbe de niveau, contrôle d'une implantation...). Pour résoudre ces différents problèmes, il a été conçu et mis au point un procédé pour effectuer des relevés topographiques et assurer leur traitement, caractérisé par la combinaison des étapes essentielles suivantes: - on effectue des mesures d'angle horizontal, d'angle vertical et de distance sur le point visé, - on envoie, par un système de transmission sans fil, les données relevées sur un ensemble récepteur apte à assurer les fonctions suivantes: attribuer automatiquement un nouveau numéro au point reçu et demander au porteur du prisme, d'introduire les informations manquantes telles que la hauteur de la mire et un symbole associé au point, * stocker ces informations sur un support magnétique indestructible, * envoyer ces coordonnées brutes vers un programme de dessins, apte à les transformer, Pour la mise en oeuvre de ce procédé, on utilise un tachéomètre apte à effectuer les mesures électroniques d'angle horizontal, d'angle vertical et de distance sur le point visé. Ce tachéomètre peut être piloté soit par un opérateur, soit d'une manière entièrement automatique. Selon l'invention, au lieu d'envoyer les données vers l'organe de stockage usuellement associé au tachéomètre, ces données sont envoyées, dés la prise des mesures, par une liaison radio (modem radio qui se substitue à l'organe de stockage du tachéomètre), vers le porteur de la mire. Celui-ci aura à sa disposition un ordinateur portable (tablette graphique) associé à un récepteur radio conformé pour recueillir les informations et les transmettre, par liaison série ou parallèle, à la tablette graphique. Un programme récepteur réalise les fonctions essentielles suivantes 1) Attribuer automatiquement un nouveau numéro au point reçu et demander au porteur du prisme d'introduire les informations manquantes, à savoir, la hauteur de mire (qui permettra de calculer l'altitude du point au sol) et le symbole associé au point. 2) Stocker ces informations sur un support magnétique indestructible du type disque dur ou disquette, de façon à pouvoir les exploiter ultérieurement (recalcul définitif aprés rattachement du système et compensation des éventuels écarts de fermeture sur le canevas). 3) Envoyer ces coordonnées brutes vers le programme de dessin qui se chargera de transformer, dans un système local et provisoire, ces données de façon à pouvoir générer sur place le dessin grâce au programme de Dessin Assisté par Ordinateur installé sur la tablette graphique. Le programme de dessin est déterminé pour que les informations constituant le dessin ponctions entre points avec un style de trait choisi dans une bibliothèque, symbole associé à un point, écriture...) soient associées au numéro de points et non aux coordonnées de ces points. Compte-tenu de ces dispositions, il en résulte que le dessin est généré au moment de la prise des mesures, toutes les informations étant fournies par celui qui est en train de les relever, supprimant tous intermédiaires. Dans l'hypothèse où le porteur du prisme éprouve une difficulté à dessiner, par exemple en cas d'absence d'un point, il lui sera alors possible de relever sur le champ le point manquant afin de générer un plan correct. La comparaison immédiate du terrain et du plan évite des oublis de détails. Suivant une autre caractéristique, la tablette graphique et l'organe de transmission radio associé sont intégrés dans un support (valise) étanche qui permet le travail dans des conditions difficiles (pluie, poussière...). Une fois les opérations de terrain terminées, on recalcule les points du canevas, aprés rattachement au système demandé et compensation des écarts éventuels de fermeture, puis on recalcule les coordonnées des points de détails avec les nouvelles coordonnées des stations. Seules les coordonnées des points sont changées, le dessin accroché aux numéros de points ayant subi un simple changement de base (rotation-translation). Le dessin est ensuite, de manière connue, complété et achevé par l'habillage du plan (cartouche, légende...) et reproduit au moyen d'une table traçante sur support papier ou calque. L'invention est exposée, ci-après plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une vue en perspective des différents intervenants et du matériel permettant l'application du procédé de l'invention. La figure 2 est une vue en perspective des moyens de mise en oeuvre du procédé, au niveau des organes récepteurs. La figure 3 est un exemple de plan généré avec le procédé. Les exemples de relevés ne limitent en rien l'application des procédés à toute autre forme de relevés de terrains de toutes natures (topographie conventionnelle, urbaine, souterraine, industrielle...). La figure 1 montre le principe d'utilisation du procédé et des moyens de relevé topographique selon l'invention. L'opérateur (5) vise, au moyen d'un tachéomètre (1) unr mire (7) tenue par un porteur de prisme (4). Les données mesurées par le tachéomètre (1), à savoir l'angle horizontal, L'angle vertical et la distance entre l'appareil (1) et la mire (7), sont transmises par un émetteur radio (2) (liaison série ou parallèle suivant le type d'appareil utilisé) qui envoit les informations vers un récepteur radio (3). Cette transmission radio s'effectue avec tous les contôles nécessaires (correction d'erreurs de transmission si nécessaire par réitération de la transmission tant que celle-ci n'a pas été valable). Le récepteur radio (3) transmet les informations à une tablette graphique (6) (liaison série ou parallèle) qui se compose d'un écran graphique (10), d'un système de pointage (9), tels que stylo, souris, trackball..., et d'un organe de stockage des données tels que disque dur, diquette.... L'ensemble de la tablette graphique (6) et du récepteur radio (3) sont montés dans un coffret étanche (8) permettant un travail dans toutes les conditions (pluie, poussières...). Dés réception du point par la tablette graphique (6), le programme demande au porteur de prisme (4) d'indiquer la hauteur entre le sol et le prisme visé (7) par l'organe de visée du tachéomètre (1). Cette donnée sert, ultérieurement, à calculer l'altitude du point au sol. Ces données sont stockées dans la mémoire non volatile de l'ordinateur pour une exploitation ultérieure. Le programme récepteur transforme ensuite les coordonnées polaires reçues dans un système utilisable par le programme de dessin assisté par ordinateur (coordonnées rectangulaires le plus souvent). La liaison entre le programme récepteur et le programme de dessin est fonction de l'environnement logiciel utilisé. Le porteur de prisme (4) utilise le point reçu et affiché sur son écran graphique pour dessiner le plan topographique, grâce au programme de Dessin Assisté par Ordinateur intégré. La figure 2 montre un support (8), sous forme par exemple d'une malette, qui intègre la tablette graphique (6) et le récepteur radio (3). Ce support étanche (8) est équipé de plusieurs anneaux (11) qui permettent au porteur du prisme (4) de maintenir l'ensemble dans une position directement utilisable (figure 1) libérant ainsi une main pour tenir le prisme (7) et l'autre main pour tenir l'organe de pointage et de commande (9) de la tablette graphique. La figure 3 représente un exemple de plan réalisé au moyen du procédé selon l'invention. Une fois les opérations de relevé de terrain terminées, on calcule le canevas constitué par les stations (formant un quadrilatère fermé 1-2-3-4-1 dans l'exemple de la figure 3). Ce canevas est rattaché au système référentiel demandé par l'utilisateur du plan (en planimètrie et en altimètrie) et les écarts de fermetures éventuels sont répartis entre toutes les stations. Plusieurs méthodes de compensations existent : moindres carrés, moyenne proportionnelle.... Les points de détails (portant les numéros 10,11,12...) sont alors recalculés grâce aux informations stockées dans la mémoire non volatile contenant les données brutes du relevé (angles horizontaux et verticaux et distances mesurées depuis les stations du canevas sur les points de détail). Le dessin attaché aux numéros de points suit la nouvelle position des points de détails. Pour les éléments du dessin qui ne sont pas directement attachés à un point du levé (écriture, habillage...), il est nécessaire de leur faire subir un changement de base dont les paramètres (rotation et translation) sont déterminés entre le système provisoire de levé et le système définitif adopté. Une adaptation est alors possible (adaption d'Helmer par exemple) pour effectuer ce changement de base. Le plan est complété par les habillages traditionnels (cartouche, légende, cadre, carroyage, rappel des coordonnées...). Une autre application du procédé est de pouvoir contrôler immédiatement une implantation. Une opération d'implantation se déroule un peu à l'inverse d'un levé de plan : les points à implanter sont d'abord calculés d'une manière indépendante (angles d'un projet de construction par exemple). Ces points calculés permettent de générer le plan d'implantation qui comporte les cotes périmétriques entre les points à implanter (enveloppe de la construction par exemple). Lors de l'implantation sur le terrain, il suffit, au fur et à mesure du piquetage, que le porteur de prisme relève les points implantés auquels il attribue le même numéro que les points théoriques calculés. Les traits de cotation sont alors reliés entre les points réellement implantés de sorte qu'il est aisé de contrôler immédiatement la précision et la bonne position de ces points. Le même contrôle peut s'appliquer à une implantation qui consiste à positionner des points en altimètrie (suivi sur le terrain de courbes de niveau par exemple). Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle: - contrôle immédiat sur le terrain, évitant d'oublier des points, avec comparaison immédiate du terrain et du plan, - aucun échange d'information d'orale, supprimant tout risque d'erreur de compréhension et évitant les décalages de points, les hauteurs de mires fausses, - gain de temps important par la suppression de plusieurs étapes de confection du plan. REVENDICATIONS -1- Procédé pour effectuer des relevés topographiques et assurer leur traitement, caractérisé par la combinaison des étapes essentielles suivantes: - on effectue des mesures d'angle horizontal, d'angle vertical et de distance (1) sur le point visé, - on envoie, par un système de transmission sans fil, les données relevées sur un ensemble récepteur (3) (6) apte à assurer les fonctions suivantes: attribuer automatiquement un nouveau numéro au point reçu et demander au porteur. du prisme, d'introduire les informations manquantes et un symbole associé au point, * stocker ces informations sur un support magnétique indestructible, * envoyer ces coordonnées brutes vers un programme de dessins, apte à les utiliser pour générer le plan topographique au moment de la prise des mesures. -2- Moyens de mise en oeuvre du dispositif selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils comprennent - un tachéomètre (1) assujetti au système de transmission (2), - un ensemble récepteur apte à être porté par le porteur du prisme (7) et constitué d'un élément récepteur en tant que tel (3) qui transmet les informations à une tablette graphique (6) qui se compose d'un écran graphique (10), d'un système de pointage (9), d'un organe de stockage des données et d'un programme de dessin, assisté par ordinateur. -3- Moyens de mise en oeuvre du dispositif selon la revendication 2, caractérisés en ce que les systèmes de transmission (2) et de réception (3) sont du type radio avec échange des informations par une liaison série ou parallèle. -4- Moyens de mise en oeuvre du dispositif selon la revendication 2, caractérisés en ce que l'ensemble de l'élément graphique (6) et de l'élément radio (3) est contenu dans un coffret étanche (8). -5- Moyens de mise en oeuvre du dispositif selon la revendication 4, caractérisés en ce que le coffret étanche (8) est équipé de moyens (11) aptes à assurer son maintien en position de travail par le porteur du prisme (7) .