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MNT/MNS : le sol nu ou le sol habillé ?

MNT et MNS sont deux modèles d'élévation à une lettre d'écart : le sol nu pour l'un, le sol avec bâtiments et végétation pour l'autre. Leur différence redresse les orthophotos.

Coupe d'un terrain séparée en deux : à gauche le sol nu et sa seule ligne de relief, à droite le même sol surmonté d'un bâtiment et d'un arbre, et la flèche de hauteur entre les deux.
Une lettre d'écart entre MNT et MNS, et la hauteur de tout ce qui pousse ou se construit sur le sol.

Définition

Le MNT (Modèle Numérique de Terrain) décrit l'altitude du sol nu, sans rien dessus : ni bâtiments, ni végétation. Le MNS (Modèle Numérique de Surface) décrit lui l'altitude de tout ce qui est visible d'en haut : le sol, mais aussi les toits, les arbres, les lignes électriques. Une lettre d'écart, deux mondes différents.

Explication

Ces deux modèles sont des grilles de points d'altitude, produites par photogrammétrie ou LiDAR (Light Detection And Ranging, une télédétection par laser), à la base de nombreux traitements géospatiaux. Leur différence se résume à une soustraction : MNS - MNT = la hauteur de ce qui dépasse du sol (bâtiments, canopée). C'est ce calcul qui permet, par exemple, d'estimer automatiquement la hauteur des bâtiments ou la densité d'une forêt à partir de deux modèles d'élévation.

On retrouve cette distinction sur cartes.gouv.fr, le géoportail institutionnel qui diffuse les données altimétriques nationales issues du programme LiDAR HD de l'IGN, avec un MNT et un MNS disponibles comme couches séparées.

Leur usage le plus courant côté cartographie web : le redressement des orthophotographies. Une prise de vue aérienne brute déforme les objets en hauteur (un immeuble « penche » vers les bords de l'image, effet de parallaxe). Le redressement s'appuie sur un MNT pour corriger le relief du terrain. Les versions les plus abouties, dites vraies-orthos, s'appuient en plus sur un MNS pour redresser également les bâtiments à la verticale, sans quoi leurs façades restent visibles en oblique sur l'image finale.

En pratique

Sur une orthophoto simplement redressée au MNT, un immeuble de dix étages apparaît légèrement décalé et penché par rapport à son emprise réelle au sol. Sur une vraie-ortho redressée au MNS, ce même immeuble apparaît bien vertical, aligné avec son empreinte cadastrale, un détail qui compte dès qu'on superpose l'orthophoto à d'autres couches vectorielles (bâti, parcelles).

Esplanade au pied de la Tour Montparnasse à Paris comparée en photo aérienne, en MNT où les murets de la place sont lissés, et en MNS où leurs contours ressortent nettement.
Photo aérienne, MNT et MNS de l'esplanade de la Tour Montparnasse

Même esplanade, au pied de la Tour Montparnasse, vue sur cartes.gouv.fr. Le MNT (au centre) lisse les margelles et les gradins de la place comme s'ils n'existaient pas, il cherche le terrain sous le mobilier urbain. Le MNS (à droite) restitue leurs contours avec netteté : en tant que modèle de surface, il capte tout ce qui est visible d'en haut, jusqu'à cette échelle.

Ces modèles ne sortent pas de nulle part : leur fiabilité tient aux agents de terrain. Un géomètre-topographe mesure, à la station totale ou au GPS RTK, des points de calage (Ground Control Points) au millimètre près, qui servent à corriger et valider le MNT/MNS avant sa diffusion. Le lien fonctionne aussi dans l'autre sens : pour implanter un projet d'aménagement (piste cyclable, réseau d'eau) conçu à partir d'un MNT, le géomètre retourne sur le terrain marquer au sol, au piquet ou à la peinture, les repères altimétriques exacts que suivront les équipes du chantier.

Pour aller plus loin

Le MNT et le MNS sont mentionnés dans le contexte du redressement des orthophotographies, l'un des standards de diffusion détaillés dans La donnée géo pour les devs web, à l'œuvre dans les 90 ans d'orthophotos affichées par ChronoMEL.

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