Fabrication
Elaboration des cartes de pollution lumineuse
Au préalable
Il est extraordinairement difficile d’obtenir des données en haute définition de la pollution lumineuse par satellites. Les coûts demandés par les opérateurs pour un pays entier sont juste astronomiques, en outre, ces observations sont entachées par des artefacts météo (nuages et brumes) et surtout l’horodatage : des photos de la pollution lumineuse prise à 3 heures du matin au-dessus de la France en été ne sera pas représentative de la pollution lumineuse en hivers à 21 h 30. Des villages éteignent, d’autres allument, les enseignes lumineuses peuvent être plus ou moins allumée, etc. Il nous faut donc assumer qu’on va produire des cartes Générique, une avec la pollution callée au maximum puis au minimum.
L’idée de départ
La pollution lumineuse est très fortement corrélée à l’activité humaine. Plus cette activité est dense, importante ou productrice, plus la lumière émise par les structures sera importante. L’idée est donc de s’appuyer sur le Corine data land covers. C’est une carte émise par Coppernicus (structure de l'Union européenne) qui détermine la nature et l’occupation des sols. 44 types de sols sont discriminés et dans ce qui nous intéresse différents types de sols artificiels. Exemple milieu fortement urbanisé, moyennement ou faiblement urbanisé, industriel, commercial, technique, port, aéroport, centrale nucléaire, gare de triage, carrière, terrain sportif, etc. Tout y est. L’idée et donc de transformer ces zones artificialisées en zone émettrice de pollution lumineuse en fonction d’un coefficient selon la nature du sol. J’ai donc réalisé une campagne de mesures, aidée par la communauté des astronomes amateurs à travers tout le territoire, pour créer un grand référentiel de la quantité de pollution lumineuse émise pour un endroit/type donné. Mis en corrélation avec la carte Corine selon la nature du sol, j’ai pu établir pour chaque surface type un coefficient de Pollution lumineuse moyen.
Construction
Après avoir étudié les modèles mathématiques documentés et acceptés par les scientifiques, je me suis aperçu que bien que ces modèles soient pertinents, ils rendaient mal compte de la décroissance en Log que mes mesures montraient : décroissance très rapide de la puissance de la PL proche de la source et de plus en plus lente au fur et à mesure qu’on s’en éloignait. J’ai donc imaginé un modèle de convolution des sources de PL basé sur des gaussiennes multiscalaire. Ce modèle est testé sur les cartes AVEX depuis deux décennies a et a prouvé sa robustesse.
Enfin, les cartes AVEX de Datalux prennent en compte le masquage par le relief (colline, montagne) et la pondération par l’altitude. Plus vous êtes haut, moins l’impact de la pollution lumineuse sera prépondérant, sans toutefois jamais l’annuler complètement. Je souligne ici que cet aspect n’est pas pris en charge par mes confrères. Le reste de l’élaboration ainsi que les algorithmes de convolution et d’assemblage sont du ressort du secret industriel, mais vous avez l’idée.
Sur l'animation autour de Grenoble ci dessous (echelle reduite 5x par rapport à la resolution nominale) vous avez un extrait de chaques couches de convolution gaussienne
Sur cette animation ci-dessous, vous pouvez voir l'epillement de ces différentes couche gaussiennes entre elles
Ci dessous, vous pouvez voir comment les gaussiennes sont pondérée par l'atimétrie
Enfin, vous pouvez voir la mise en couleur est les différents rendus
Rendu
Comme vous avez pu les voir sur les cartes type et horodatages, les cartes sont présentées sous différentes formes et rendu en fonction de ce qui est recherché.
Vérification et affinage
Une fois, la carte élaborée vient le moment de la vérification. Pas d’autre choix que de se rendre sur le terrain. À l’aide d’un SQM des mesures sont réalisées par des Astronome amateurs qui se plient à un exercice bien laborieux. Pour une mesure à un endroit donné, il faut 5 mesures à 22 h 00 par beau temps (sur 5 soirs différents), sans lune et une autre série de 5 mesures à 2 h 00 du matin. Les valeurs médianes sont retenues et le modèle est corrigé en fonctions des chiffres obtenus. Bien sûr, il y a des impondérables (mesure réalisée très proche d’un bâtiment type monument) j’essaye à chaque restitution d’en savoir le plus possible sur les conditions au moment des prise de mesures, lieu et les conditions, et il m’arrive régulièrement de refuser une mesure, car malgré la gentillesse avec laquelle l’amateur s’est prêté à l’exercice, il était peu capable de tenir compte des critères souhaités pour réaliser les mesures, et imaginait que j’étais en mesure de soustraire à sa mesure « l’impondérable ».
détails techniques
La carte de france dans sa résolution maximum et toutes les données non applaties pèsent 560go avant compression. Ce fichier est manipulé en tremblant, et il lui faut des heures pour etre simplement ouvert, plus encore pour être enregistré
