Une carte en isolignes représente une grandeur qui varie de façon continue dans l'espace en traçant des lignes par les points où elle a la même valeur. L'altitude, la pression atmosphérique, la température et les précipitations sont les cas classiques. Le résultat est l'une des formes de carte thématique les plus anciennes et les plus lisibles.
Ce guide présente les principaux types d'isolignes, la façon de les produire à partir de mesures et la manière de les lire. Les isochrones de temps de trajet, un cas particulier calculé sur des réseaux routiers, ont leur propre guide : qu'est-ce qu'une isochrone.
Définition
Une isoligne est une ligne sur une carte le long de laquelle une variable continue garde une valeur constante. Une carte en isolignes trace plusieurs de ces lignes à pas réguliers de la variable, si bien que l'espacement et la forme des lignes montrent comment la surface monte et descend.
Le nom vient du grec isos, égal. Chaque variable a son propre terme, construit de la même façon.
Les types d'isolignes les plus courants
| Isoligne | Relie des points de même | Où on la rencontre |
|---|---|---|
| Courbe de niveau | Altitude | Cartes topographiques et de randonnée |
| Isobathe (courbe bathymétrique) | Profondeur d'eau | Cartes marines |
| Isobare | Pression atmosphérique | Cartes météo |
| Isotherme | Température | Cartes climatiques et météo |
| Isohyète | Précipitations sur une période | Cartes de pluviométrie et d'hydrologie |
| Isochrone | Temps de trajet depuis un point de départ | Analyses de zones de chalandise et de livraison |
Les cinq premières décrivent un champ physique présent partout sur la zone cartographiée. L'isochrone est différente, car elle se calcule à partir d'un réseau routier et d'un point de départ, d'où un article à part.
Comment on produit des isolignes
Une carte en isolignes part de mesures, et les mesures forment rarement une grille régulière. Les stations météo, les points de levé et les sondages de profondeur sont dispersés. Les lignes s'obtiennent en deux étapes.
1. Interpoler une surface. Les valeurs dispersées sont estimées sur une grille régulière. Les méthodes courantes sont la pondération inverse à la distance, où les points proches comptent plus que les points éloignés, et l'interpolation linéaire sur une triangulation des points. gdal_grid de GDAL implémente ces méthodes, dont l'inverse de la distance à une puissance, le plus proche voisin, la moyenne mobile et l'interpolation linéaire sur une triangulation de Delaunay. Pour l'altitude, cette étape est souvent inutile, car les modèles numériques de terrain sont déjà des rasters en grille.
2. Tracer les lignes. Un algorithme de contour parcourt ensuite la grille. La méthode standard pour les grilles en deux dimensions s'appelle marching squares. Pour chaque cellule, il regarde quels coins sont au-dessus et en dessous de la valeur choisie, et place un segment là où la valeur est franchie. Les segments se raccordent en lignes continues. gdal_contour de GDAL le fait pour un modèle d'élévation raster à un intervalle fixe et enregistre le résultat sous forme de lignes vectorielles.
Le choix de l'intervalle fixe le niveau de détail. Le guide des symboles des cartes topographiques de l'USGS indique qu'une carte de terrain plat peut utiliser une équidistance de 10 pieds ou moins, et une zone montagneuse de 100 pieds ou plus. Pour les isobares, la leçon JetStream de la NOAA sur les cartes de pression en surface trace des lignes tous les 4 millibars à partir de 1000 millibars, après avoir ramené la pression de chaque station au niveau de la mer pour comparer des stations situées à des altitudes différentes.
L'interpolation est une estimation. Là où les mesures sont rares, les lignes qui les relient sont un modèle de la surface, et la carte n'est fiable que dans la mesure où ses données le sont.
Comment lire une carte en isolignes
Les mêmes règles de lecture valent pour toutes les cartes en isolignes. Le guide de l'USGS les énonce pour les courbes de niveau :
- Les lignes ne se croisent jamais. Chaque ligne relie des points d'une seule valeur, donc deux lignes de valeurs différentes ne peuvent pas se rencontrer.
- L'espacement indique la pente. Des courbes de niveau rapprochées signalent une pente raide. Des courbes espacées, ou absentes, signalent un terrain presque plat. Sur une carte météo, des isobares serrées signalent un fort gradient de pression et un vent plus fort.
- L'intervalle est constant. L'écart entre deux lignes voisines est le même sur toute la carte et, sur les cartes de l'USGS, il est indiqué dans la marge.
- Les courbes maîtresses sont plus épaisses. À intervalle régulier, une courbe maîtresse plus large porte une altitude imprimée pour se repérer. Les courbes intermédiaires, plus fines, ajoutent du détail.
- Les boucles fermées signalent un sommet ou un creux. Une courbe fermée signale en général une colline ou un sommet. Les courbes de dépression, dessinées avec de petits traits tournés vers l'intérieur, signalent un creux.
Pour vérifier un point précis au lieu de le lire sur les lignes, utilisez notre outil d'altitude. Il renvoie l'altitude de n'importe quelle adresse ou de n'importe quel point de la carte et peut tracer le profil altimétrique le long d'un parcours.
Isolignes et isochrones
Une isochrone est une isoligne de même temps de trajet, mais elle se construit autrement. Au lieu d'interpoler des mesures, un moteur de calcul d'itinéraire se propage depuis un point de départ sur le réseau routier et note le temps nécessaire pour atteindre chaque lieu. La limite à 10, 20 ou 30 minutes devient l'isochrone. Une isochrone dépend donc du mode de transport, du réseau routier et du point de départ, alors qu'une courbe de niveau ne dépend que du terrain.
Si la question est « jusqu'où puis-je aller en 15 minutes ? », lisez qu'est-ce qu'une isochrone. Si la question porte sur l'altitude, la pente, la chaleur ou la pluie, il vous faut une carte en isolignes comme celle décrite ici.
Pour aller plus loin
- Guide des cartes thématiques : la place des cartes en isolignes à côté des cartes choroplèthes, des cartes en densité de points et des autres cartes thématiques.
- Carte choroplèthe : le choix habituel quand les données se rapportent à des zones, comme des régions ou des codes postaux, plutôt qu'à une surface continue.
- Outil d'altitude : consultez l'altitude d'un point ou le profil d'un itinéraire.
Questions fréquemment posées
Qu'est-ce qu'une carte en isolignes ?
Une carte en isolignes représente une grandeur continue, comme l'altitude, la pression atmosphérique ou la température, par des lignes qui relient chacune des points de même valeur. L'exemple le plus connu est la carte topographique avec ses courbes de niveau. Une carte météo avec des isobares en est un autre.
Quels sont les principaux types d'isolignes ?
Les courbes de niveau relient des points de même altitude, les isobares de même pression, les isothermes de même température et les isohyètes de même quantité de pluie. Les isobathes, ou courbes bathymétriques, relient des points de même profondeur d'eau. Une isochrone est une isoligne de même temps de trajet.
Comment produit-on des isolignes à partir de données ?
Les mesures dispersées sont d'abord interpolées sur une grille régulière, par exemple par pondération inverse à la distance ou par interpolation linéaire sur une triangulation. Un algorithme de contour comme marching squares parcourt ensuite la grille et trace l'endroit où la surface franchit chaque valeur choisie. Des outils comme gdal_grid et gdal_contour de GDAL réalisent ces deux étapes.
Comment lire des courbes de niveau ?
Chaque ligne relie des points de même altitude, donc les courbes de niveau ne se croisent jamais. Des lignes rapprochées signalent une pente raide, des lignes espacées un terrain plat. L'équidistance est l'écart d'altitude entre deux lignes voisines, et les courbes maîtresses, plus épaisses, portent les altitudes imprimées.
Quelle est la différence entre une isoligne et une isochrone ?
Isoligne est le terme général pour toute ligne de même valeur. Une isochrone est l'isoligne particulière de même temps de trajet depuis un point de départ, calculée sur un réseau routier plutôt que sur une grille de mesures. Notre guide consacré aux isochrones traite ce cas.
