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#1 Thu 26 November 2009 16:00

Saskatoon
Juste Inscrit !
Date d'inscription: 21 Sep 2009
Messages: 5

Problème de trigonométrie, conversion de données

Bonjour à tous,

Je dispose d'une série de mesures correspondant à des distances de pente et des inclinaisons effectuées grâce à l'utilisation d'un outil de topographie (ex: point 1, distance de pente= 671m et inclinaison= 3,8°).

Je cherche à convertir ces valeurs en distance horizontale et en distance verticale.


J'ai bien essayé d'utiliser les formules de trigonométrie mais les résultats ne me semblent pas bons. J'ai pas toujours bien suivi mes cours de math au collège, j'ai donc de grosses lacunes.

L'un d'entre vous peut il m'aider?
Merci

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#2 Thu 26 November 2009 16:39

Jeirhome
Membre
Lieu: Liverion
Date d'inscription: 22 Aug 2006
Messages: 4298
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Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

J'ai bien essayé d'utiliser les formules de trigonométrie mais les résultats ne me semblent pas bons.


Essayez de nous décrire ces formules de trigonométrie. Si ce sont les bonnes, il n'y a pas de raison que les résultats ne soient pas bons...


Jérôme Cuinet
L'avantage de la Chine, c'est que le soleil se couche plus tard !

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#3 Thu 26 November 2009 16:46

Saskatoon
Juste Inscrit !
Date d'inscription: 21 Sep 2009
Messages: 5

Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Bin si je me souviens bien c'est SOH CAH TOA
Moi je dispose d'un angle et de l'hypoténuse
Ainsi pour avoir la distance horizontale: Cos de mon angle*hypoténuse
Et pour la distance verticale: Sin de mon angle*hypoténuse

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#4 Thu 26 November 2009 18:26

Jeirhome
Membre
Lieu: Liverion
Date d'inscription: 22 Aug 2006
Messages: 4298
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Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Est-ce que tu as fait un dessin pour voir à quoi correspondait exactement tes angles ? Mon angle et ton angle ne son pas forcément les mêmes, chacun a le sien smile

p.s : Si tu as une valeur d'inclinaison en degrés, vérifie bien que tu calcule bien tout en degrés. Ce sont des fautes bien courantes.


Jérôme Cuinet
L'avantage de la Chine, c'est que le soleil se couche plus tard !

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#5 Fri 27 November 2009 12:23

Peio
Participant assidu
Lieu: Nantes
Date d'inscription: 23 Jul 2006
Messages: 428
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Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Bonjour Saskatoon,

Allez je révise mes math de collége et je me lance dans la pente (à priori pas trop raide) :
dist. verticale = 671 * (sin(3,8*PI()/180)) = 44,47 m
dist. horizontale = 671 * (cos(3,8*PI()/180)) = 669,52 m
d'où l'inclinaison de la pente (pour les cyclistes) à : 44,47/669,52= 6,64%
et pour les matheux une déclivité sensiblement égale : 44,47/671=6,63%
d'où un braquet conseillé : 32-26 voire 32-30  ;-)
CQFD ?

Bien cordialement

--
Peio Elissalde
parent d'éléve de CE2

Dernière modification par Peio (Fri 27 November 2009 12:40)

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#6 Fri 27 November 2009 13:55

Pierre Dolez
Participant assidu
Lieu: Proville
Date d'inscription: 14 Aug 2008
Messages: 519
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Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Bonjour,

C'est tout de même merveilleux les mathématiques, on arrive à trouver un résultat avec 5 chiffres significatifs avec des données qui n'ont que 3 chiffres significatifs.

Pour mémoire, il y a une méthode très utilisée en topo pour calculer la distance horizontale (D) à partir de la distance suivant la pente (L)  et de la dénivelée (H)
D=L - H.H /2L
L=671
H= 44.47
H.H = 1977.5
H²/l2= 1.47
D=671 - 1.47 = 669.53.
Mais c'est maturellement une formule approchée.

Par ailleurs, plus de 6% sur près de 700 mètres, ça me parait beaucoup pour une route non?

Pierre Dolez
Vieux géomètre.

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#7 Sat 28 November 2009 10:13

Peio
Participant assidu
Lieu: Nantes
Date d'inscription: 23 Jul 2006
Messages: 428
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Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Bonjour Pierre,

Quel est l'intérêt d'utiliser cette formule approximative (valable uniquement si H est largement inférieur à L) plutôt que la règle intangible énoncée par Pythagore qui a le mérite, en plus d'être rigoureusement exacte, d'être facile à mémoriser ?

D=L-(H*H)/(2*L)
soit H*H=2*L*(L-D)
or 2*L*(L-D) (méthode topo) <> L*L-D*D (Pythagore)

C'est topo pour être vrai.

Concernant la pente à plus de 6% sur 700 m, c'est quand même pas le Mont Ventoux (7,5% en moyenne sur plus de 21 km avec des pointes jusqu'à 12%), tout juste une petite côte de 4ème catégorie.

Bien cordialement

--
Peio Elissalde
Magic Instinct Software

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#8 Sat 28 November 2009 12:48

Pierre Dolez
Participant assidu
Lieu: Proville
Date d'inscription: 14 Aug 2008
Messages: 519
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Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Bonjour Pieo,

Le sujet était amusant et j'ai essayé de continuer dans le même esprit, c'est à dire sur le ton de la plaisanterie.

Ceci dit, je ne me serais jamais permis de dire des choses inexactes La raison précise de l'utilisation de cette formule est un problème de précision. Oui, bien qu'elle soit approximative, cette formule peut donner un résultat plus précis. Quand on élève au carré un nombre à 3 chiffres significatifs, on obtient en général un nombre à 6 chiffres significatifs. On ajoute deux nombres très différents puis on en prend la racine carrée. Ma table de log n'est qu'une table à 5 décimales.

D'ailleurs, il est bien évident que cette formule a été établie à partir de la formule de Pythagore, simplement pour éviter de comparer (par soustraction) des nombres très différents, on néglige le second ordre. (cf la discussion très intéressante  http://georezo.net/forum/viewtopic.php?id=63795)

Concernant les pentes de parcours cycliste, là j'avoue ma totale ignorance. big_smile

Bon week-end
Cordialement.

Dernière modification par Pierre Dolez (Sat 28 November 2009 12:50)

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#9 Sat 28 November 2009 13:07

didier-acadlabs
Participant occasionnel
Date d'inscription: 7 Oct 2009
Messages: 16

Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Bonjour à Toutes et à Tous

une chose me tracasse, le mot est un peu fort, j'admets,
c'est que Saskatoon dit disposer de données effectuées grâce à l'utilisation d'un outil de topographie
et qu'il parle de degrés, il n'est pas courant de travailler en degrés !

d'aileurs sont-ce des degrés décimaux ou séxagésimaux, çà change quelque peu les données
mais au vu de la syntaxe, écriture avec séparateur décimal et non les signes des minutes et secondes,
on peut penser qu'il s'agisse de décimaux.

je pars de cette hypothèse pour mon rappel.
autre hypothèse requise pour ce rappel
c'est que le zéro du cercle est à l'horizontale et les angles croissent vers le zénith.

dans cette hypothèse la pent en "pour cent" est en relation avec la tangente de l'angle
par exemple :
tan de 3°8 = 0.0664
et c'est la valeur en pente ( pour un)
donc 0.0664 * 100 = 6.64 %
ensuite Pythagore et c'est fini

pour ce qui de la bicyclette, je cotise à la retraite des cadres
et c'est bien mon seul rapport avec cet engin !

amicalement

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#10 Sat 28 November 2009 14:02

Pierre Dolez
Participant assidu
Lieu: Proville
Date d'inscription: 14 Aug 2008
Messages: 519
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Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Bonjour,

Il est vrai que les expressions "distance de pente" et "inclinaison" ne sont pas vraiement des termes employés dans le domaine concerné.
La distance mesurée de 671 mètres suppose qu'elle est mesurée en une seule fois, ce pourrait-être la distance entre deux sommets de polygo, la mesure d'une telle distance suppose l'utilisation d'un appareil à réflexion d'onde.
Mais j'imagine mal une route droite de 671 mètres avec une pente régulière de 6%, d'où mon étonnement qui n'avait aucun rapport avec le sport.

Si, il existe bien des théodolites en degrés. Pourquoi pas aussi avec le zéro à l'horizontale. Je crois même avoir vu un théodolite avec 4 vis calantes (je crois américain).

Tant qu'on y est, allons jusqu'au bout du détail.
L'utilisation de Pythagore soue-entend le calcul d'une racine carrée.
Le développement en série s'écrit
rac(1-x) = 1-x/2 -1/6 x² - 1/16 x3 - etc. pour -1<x<1
Pour calculer une racine carrée, toute machine arrête ce développement à un certain moment.
Si x est très voisin de 0 par comparaison à 1, on peut s'arrêter au deuxième terme, d'où la formule précitée.

Pour être tout à fait complet, j'ai fait une fonction (informatique) de calcul de racine carrée en me limitant soigneusement à la précision désirée. Cette fonction était plus rapide que la fonction SQRT. Il s'agissait du Fortran 77 .

Mais là je me demande si notre ami Saskatoon ne va pas se sentir un peu perdu  big_smile

Cordialement.

Dernière modification par Pierre Dolez (Sat 28 November 2009 14:04)

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#11 Sat 28 November 2009 15:47

Peio
Participant assidu
Lieu: Nantes
Date d'inscription: 23 Jul 2006
Messages: 428
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Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Bonjour Pierre,

Sans vouloir vous braquet (pardon braquer), j'ai l'impression qu'on pédale dans la semoule et sur une pente glissante :

La raison précise de l'utilisation de cette formule est un problème de précision. Oui, bien qu'elle soit approximative, cette formule peut donner un résultat plus précis.


Raisonnons par l'absurde en choisissant une pente avec une très forte déclivité (proche de 100% donc quasi verticale), on obtient les résultats suivants :
[img]http://misoft.online.fr/georezo/topoVSPythagore.jpg[/img]

Conclusion : la formule de Pythagore (qui en connaissant un rayon) reste Maillot Jaune -grâce au dopage de l'aide de l'électronique pour le calcul des racines et des carrés- cad aussi simple à calculer que votre formule 'topo' trop restrictive et surtout intangible.

Alors pourquoi ré-inventer la roue ? cf : la célébre devise des Shadocks
[img]http://web.univ-pau.fr/~puiseux/enseignement/Recreation/img014.jpeg[/img]

Allez je prends la tangente et je vais faire un petit Tour de vélo. ;-)

Bien cordialement

--
Peio Elissalde
adhérant aussi à la caisse des cadres et cycliste à seize heures

Dernière modification par Peio (Sat 28 November 2009 17:43)

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#12 Sat 28 November 2009 19:24

Pierre Dolez
Participant assidu
Lieu: Proville
Date d'inscription: 14 Aug 2008
Messages: 519
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Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Bonjour,

Je pense que chacun aura bien noté que la formule de réduction à horizontale (dl=h²/2L) n'est valable que dans un contexte que l'on peu dire "topométrique" où la pente est infétieure à 10%.

Le valeurs joliment calculées dans un mail précédent ne correspondent pas au contexte.
En topométrie, on utilise généralement les grades (les appareils en degrés existent, mais c'est l'exception qui confirme la règle) et il est de toute façon incorrect de calculer une valeur avec la précision du centimètre, lorsque les données ont la précision du mètre. 

Cordialement.

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#13 Sun 29 November 2009 00:13

didier-acadlabs
Participant occasionnel
Date d'inscription: 7 Oct 2009
Messages: 16

Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Bonsoir,

(proche de 100% donc quasi verticale)


il y aurait une erreur là que  je ne serais pas étonné !!!

100% c'est 100 mètres de dénivelée pour 100 mètres à l'horizontale,
je remets les choses à plat !

amicalement

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#14 Sun 29 November 2009 16:30

Peio
Participant assidu
Lieu: Nantes
Date d'inscription: 23 Jul 2006
Messages: 428
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Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Bonjour Pierre et Didier,

Je ne pense pas avoir déraillé.

Si l'on prend la définition de la topographie (http://fr.wikipedia.org/wiki/Topographie), cela concerne tout objet naturel ou artificiel (topos = lieu en grec) quelle que soit sa taille.
On peut ainsi inclure les calculs d'inclinaison de la pente d'un toit par exemple, qui dans ce cas peut s'avérer être supérieure à 10%.
note : pour info, on s'est expliqué de manière très amicale et sereine avec Pierre sur nos divergences via messages privés.

Quant à la différence entre inclinaison, pente (topo ou math) et déclivité, si l'on s'en tient à la sémantique, on peut les confondre.

Mais j'ai le penchant de penser qu'on peut aussi faire la différence entre pente et déclivité selon que l'on emploie le côté adjacent ou l'hypothénuse pour les calculs.

Ainsi :

pente = H / D = dist. verticale / dist. horizontale
http://fr.wikipedia.org/wiki/Pente_(mathématiques)
http://fr.wikipedia.org/wiki/Pente_(topographie)

déclivité = H / L = dénivelé / pente (distance parcourue)

[img]http://www.ulb.ac.be/di/ssd/ldoyen/images/pente.gif[/img]

d'où la confirmation de la chaîne des résultats donnés par la feuille de calcul ci-dessus

--
Peio, toujours d'aplomb

Allez j'arrête ici la récréation (bien que le ton semble bien moins polémique que sur l'autre sujet du jour du forum Topographie -Données cadastre-).
Je vais m'écouter "A bicyclette" d'Yves Montand ;-)

Dernière modification par Peio (Sun 29 November 2009 16:39)

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#15 Sun 29 November 2009 17:51

Pierre Dolez
Participant assidu
Lieu: Proville
Date d'inscription: 14 Aug 2008
Messages: 519
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Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Bonjour,

Il me parait utile d'apporter quelques informations sur la précision en informatique.
Il existe plusieurs type de variables.
Dans le domaine scientifique, la topométrie en particulier, ou peut utiliser le type float qui occupe 32 bits (4 octets) et qui contient 7 chiffres significatifs. mais il est très probable que si on calcule 3-1, on obtienne 1.999999 et non 2.000000 comme on pourrait l'espérer.
Lorsqu'on doit faire des calculs qui font intervenir des fonctions mathématiques (sin, cos, sqrt etc) on utilise généralement le type double qui occupe 64 bits et a une précision de 15 ckiffres.
Lorsqu'on stocke les données, il n'est pas vraiment économique de stocker des données en double, donc on les stocke en float.
Lorsqu'on fait des opérations faisant intervenir la multiplication de deux grands nombres, si on oublie de faire cette opération en double ou si on ne prend pas d'autre précautions, on obtient des résultats peu précis.

On rencontre exactement le même type de difficulté lorsqu'on calcule une direction proche de la direction nord, ou l'intersection avec un segment (presque) est-ouest. La multiplication par un grand nombre ou la division par un petit nombre conduit à des catastrophes.
Heureusement, le développeurs sont des gens avisés et ils savent en tenir compte. L'utilisateur ne s'en aperçoit généralement pas mais il n'est pas interdit de le savoir.

Il est vrai que les calculettes et autres tableurs peuvent afficher un grand nombre de décimales. Tout simplement, ils travaillent en double (15 chiffres), voire en long double (19 chiffres) et n'ont pas la préoccupation de stockage de donnes et d'occupation mémoire.

Il y a un programme de topo (je peux donner ses références en privé) qui limite l'étendue à 50 km avec 4 décimales ou 500km avec 3 décimales etc.. C'est pour cette raison là. Comment font les autres, je ne sais pas.

En topométrie, on a été formé à ce type de techniques pour assurer la meilleure précision. L'arrivée de l'informatique n'a rien changé aux méthodes de calcul. Mais naturellement l'utilisateur ne s'en rend pas compte, le programmeur a contourné ou résolu le problème pour lui.

Petit test pour s'en persuader. Prendre un quadrilatère en Lambert et calculer la surface.
S=1/2 Somme((xi + xi+1) * (yi - yi+1))
Refaire la même opération en faisant un changement de base (translation) sur le premier point et refaire le calcul. Il est possible que même avec un tableur le résultat ne soit pas le même.

Cordialement.

Dernière modification par Pierre Dolez (Sun 29 November 2009 17:54)

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#16 Sun 29 November 2009 18:59

saihia
Participant occasionnel
Date d'inscription: 11 Feb 2007
Messages: 22

Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Bonjour   tout utilisateur de georeso

JE M'EXCUSE JE NE M'EXPRIME PAS SOUVENT MAIS J'INTERVIENS QUAND IL LE FAUT

j'ai lu vos suggestions et est ce que vous avez pensé à la tachéométrie à angle constant.
si vous utilisez les instruments non réducteur vous êtes obligé de passer par la tachéométrie à angle constant .
Les nouveaux instruments (les TC "tachéomètre computer")prennent en considération ces calculs dans la préparation des algorithmes de programmation.
Les distances horizontales et les dénivelées ne se calculent pas de la même manière dans les deux cas(appareils réducteurs et non réducteurs)
ce ci à une importance considérable pour les distances moyennes et plus.

A BIENTOT ,  Dr A.SAIHIA

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#17 Sun 29 November 2009 23:18

Pierre Dolez
Participant assidu
Lieu: Proville
Date d'inscription: 14 Aug 2008
Messages: 519
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Re: Problème de trigonométrie, conversion de données

Bonsoir,

La maintenance du site est terminé, merci et bravo pour l'équipe.
Je sais que ce genre de maintenance se fait hors temps normal, il faut tout de même le signaler et dire merci.

Réponse à Saihia

Je n'ai pas très bien compris où vous voulez en venir.
Dans tous les cas de mesure de distance avec réflexion d'onde, la distance mesurée est celle qui est entre l'appareil et le réflecteur.
Vous faites une distinction de la distinction mesurée entre appareil réducteur et non réducteur. Cette distinction était valable à l'époque des mesures mécaniques (Sanguet) ou optique (Tari, RDS).
Les mesures de distance faites avec les appareils modernes sont toujours des mesures suivant le pente de la visée.
Pour obtenir une distance horizontale, il faut une donnée supplémentaire. Cela peut-être la pente, l'angle vertical ou la dénivelée entre l'émetteur et le réflecteur.
Quelle que soit l'appareil, le principe est le même, mais pas la formule (algorithme est un bien grand mot pour un simple calcul trigo)
Cette opération trigo peut être faite dans l'appareil, éventuellement en fonction d'un choix, ou bien ce sont les mesures brutes qui sont enregistrées et les calculs de réduction à l'horizontale et de dénivelée sont faites lors de l'exploitation des données, mais de toute façon le résultat est le même.

En fait, j'ai fait l'hypothèse que le tachéomètre concerné faisait une mesure par réflexion d'onde, mais naturellement, si il s'agit d'une mesure optique du type stadimétrique (par exemple avec un T2), il est vrai que les formules sont différentes, mais je ne pense pas que le sujet porte vraiment sur les différentes méthodes de mesure indirecte de distances. Avez déjà mesuré une distance de 671 mètres avec un appareil à angle constant?
Il est vrai que dans la question d'origine l'expression "distance de pente" n'est pas vraiment explicite, mais je pense que chacun aura compris "distance suivant la pente", et non "distance stadimétrique à angle constant"   

Enfin, qu'entendez-vous par "distances moyennes et plus"?

Cordialement.

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