Lignes de fracture en modélisation de surface

Les lignes de fracture définissent et contrôlent le comportement d'une surface en termes de lissé et de continuité. Comme leur nom l'indique, les lignes de fracture sont des entités linéaires. Elles ont un effet significatif sur la description du comportement des surfaces lorsqu'elles sont incorporées à un modèle de surface. Les lignes de fracture peuvent décrire et imposer un changement dans le comportement de la surface. Les valeurs z peuvent être constantes ou variables le long d'une ligne de fracture.

Trois types de lignes de fracture peuvent être utilisés pour décrire le comportement d'une surface :

• lignes de fracture malléables,
• lignes de fracture rigides,
• failles.

Lignes de fracture malléables

Les lignes de fracture malléables permettent de garantir que les valeurs z connues le long d'une entité linéaire sont conservées dans un réseau triangulé irrégulier (TIN). Elles permettent également de garantir que les entités linéaires et les limites de polygones sont conservées dans un modèle de surface TIN en imposant la ligne de fracture comme limites de TIN. Toutefois, les lignes de fracture malléables ne définissent pas d'interruptions dans le lissage de la surface.

L'exemple suivant montre comment l'inclusion d'une ligne de fracture malléable peut imposer un comportement différent de la surface. Notez la manière dont le générateur de TIN a ajouté des sommets supplémentaires le long de la ligne de fracture pour garantir que la ligne est conservée dans le TIN. Les valeurs z de ces nouveaux nœuds ont été dérivées par interpolation linéaire le long de la ligne de fracture.

Les données en entrée destinées à constituer un TIN incluent quatre points et une ligne à deux nœuds.

TIN obtenu après traitement des points et des nœuds comme points cotés

Lorsque la ligne est définie comme ligne de fracture, elle est conservée dans le TIN. Notez les valeurs z des nœuds introduits.

Comme pour toutes les lignes de fracture, les lignes de fracture malléables peuvent avoir des valeurs z constantes ou variables. Par exemple, une section de canalisation d'altitude constante peut être définie comme ligne de fracture malléable. Inversement, une autoroute d'altitude variable peut être incorporée dans un modèle de surface TIN en tant que ligne de fracture malléable.

Lignes de fracture rigides

Les lignes de fracture rigides définissent des interruptions dans le lissage d'une surface. Elles représentent probablement le type de ligne de fracture le plus courant et le plus compréhensible. Les lignes de fracture rigides sont habituellement utilisées pour définir des cours d'eau, des crêtes, des rivages, des tracés de bâtiments, des barrages et d'autres emplacements de changement abrupt de surface.

Dans cet exemple, une surface lisse est interrompue au contact de la rive d'un lac. La ligne de fracture en gras est incluse dans le modèle de surface et représente la limite entre deux types distincts de comportements de surface. La rive correspond à la transition brusque entre le comportement planaire de la surface du lac et la surface lisse du terrain avoisinant.

Dans le cas d'un cours d'eau défini par une ligne de fracture rigide, cette ligne présente des valeurs z variables en ses différents points. La surface présente un comportement lissé des deux côtés du cours d'eau, mais les perpendiculaires à la pente sont radicalement différentes des deux côtés de la ligne de fracture.

Failles

Les failles représentent des interruptions dans la continuité de la surface. Les failles géologiques représentent probablement le type de faille le plus courant et leur degré d'interruption de la continuité de la surface est appelé déplacement. Dans l'exemple ci-dessous, la surface de la Terre a été déplacée verticalement et il en résulte une discontinuité de surface de type marche d'escalier. Une faille verticale présente plusieurs valeurs z pour un emplacement x,y donné ; pour le même emplacement x,y, deux altitudes correspondent aux extrémités supérieure et inférieure de la faille.

Une faille verticale présente plusieurs valeurs z à un emplacement x,y donné.

Les failles ne se limitent pas au plan vertical et elles peuvent être translatées (ou transformées) dans les deux dimensions verticale et horizontale. Etant donné que les surfaces fonctionnelles sont capables de stocker une seule valeur z pour un emplacement x,y donné, elles ne permettent pas de stocker directement des failles verticales. Il est possible de représenter une faille quasi verticale sous la forme de deux lignes de fracture parallèles : l'une contenant les valeurs z de la surface supérieure de la faille et l'autre les valeurs z de la partie inférieure.

Faille de transformation montrant un déplacement dans les plans vertical et horizontal. Décalez les parties supérieure et inférieure d'une faille verticale afin d'en effectuer une approximation sur une surface fonctionnelle.

Utilisation de lignes de fracture en modélisation de surface

La différence entre les lignes de fracture malléables et rigides est notable uniquement lorsque vous utilisez une interpolation avec un TIN pour obtenir une surface lisse (par exemple l'interpolation Voisins naturels utilisée dans l'outil de géotraitement TIN vers raster). Les lignes de fracture rigides permettent de modéliser un changement abrupt de comportement de surface dû à des entités telles que la limite d'un plan d'eau, un changement de matériau, le tracé d'un bâtiment ou une route. Les lignes de fracture rigides permettent également d'améliorer l'aspect des entités linéaires dans les vues de surfaces et les cartes représentant des isolignes qui contiennent des lignes abruptes de drainage ou de crêtes. Les lignes de fracture malléables sont utilisées pour ajouter des informations sur la surface sans induire de modification de son comportement lorsqu'elle traverse la ligne. Parmi les exemples possibles, citons une ligne d'arpentage ou les limites d'une zone d'étude permettant de définir l'étendue d'un modèle de surface.