GOOGLE EARTH EST-IL UN OUTIL PRÉCIS ?

La recherche sur les mégalithes et en archéoastronomie a été grandement accélérée par l’arrivée du logiciel Google Earth. Cet outil permet de mesurer des distances et des azimuts (angle par rapport au Nord) avec une très grande facilité et rapidité. Avant, il fallait se rendre sur le terrain, utiliser un théodolite et effectuer un travail de géomètre. Ce qui était long et fastidieux. Mais une question se pose. Est-ce que le logiciel Google Earth est fiable et précis ?

La réponse est oui dans la plupart des cas. Mais il faut bien comprendre ce que l’on mesure et comment, car les erreurs sont possibles. Voici quelques exemples qui vous permettront de comprendre comment bien utiliser cet outil et vous en servir pour effectuer des recherches d’un genre nouveau. Appelons ce mode de recherche “l’archéo-géographie” par exemple.

Mesurer un petit bâtiment.

Par exemple, pour mesurer la taille de votre maison, cela n’est pas très précis. Vous pouvez vous tromper de 1 à 5 %. J’ai par exemple essayé de mesurer une maison avec GE, cela donne 14,74 m, mais dans la réalité le mur mesure 14,3 m (3% d’erreur). C’est à cause du débordement du toit que je me suis trompé, car j’ai mesuré les limites du toit. Avec les débordements du toit, la maison mesure 14,85 m. L’erreur n’est plus que de 10 cm sur 14,85 m, soit 0,67%. Ce qui est déjà remarquable.

Dans cet exemple, on comprend que la vue du ciel avec le débordement du toit rend difficile la mesure de l’emprise au sol du bâtiment. Et l’on comprend aussi que si j’avais voulu mesurer le toit, mon niveau d’erreur est très faible. Enfin, plus l’objet mesuré est petit et plus l’erreur risque d’être importante.

Mesurer des grands bâtiments

Si vous essayez de mesurer la grande pyramide, qui mesure plus de 200 mètres, cela sera plus précis. Toutefois, vous ne pourrez mesurer que ce qu’il reste de la pyramide, car son parement a disparu. Nous pouvons par contre essayer de mesurer les distances entre les sommets des pyramides. Mais attention, comme elles n’ont pas les mêmes hauteurs, et compte tenu de l’effet de perspective de la vue satellite depuis le ciel, votre mesure sera déformée sensiblement. Ici, on obtient deux distances 953 et 959 m. Car l’une des mesures intègre la différence d’altitude entre les deux points (l’un situé à 180 m d’altitude et l’autre à 74 m). La distance à plat est de 953 m et celle en tenant compte de la différence d’altitude est de 959 m. Dans la réalité, les mesures de terrain donnent 936 m. Notre erreur est due au fait que l’image de Mykérinos est déformée, son centre est plus au sud-ouest et pas celle de Khéops. Quant à l’angle, il est de 217,77 d’après Pétrie contre 218,08 ici. Cette erreur est aussi due à une déformation non homogène de l’image des deux pyramides.

Il est donc très important de connaitre la structure du bâtiment que vous essayez de mesurer. Si vous savez cela, vous pourrez vous éviter des erreurs et faire des estimations très précises. Prenons un autre exemple.

J’ai effectué une estimation de la largeur de la façade du château de Versailles. Avec Google Earth j’avais estimé que cette façade devait mesurer 100 mètres ± 10 cm (0,1%). Je me suis donc rendu sur place, avec un télémètre Leica Disto 810 pour vérifier cela. Et j’ai pu mesurer 100,02 mètres.

La précision de mon estimation avec Google Earth était de 0,1%. Ce qui est très précis. Mais il y a encore plus précis, lorsque l’on se penche sur des mesures de plus longues distances.

Mesurer de longues distances

Prenons donc un autre exemple. Les savants français de l’académie des sciences ont mesuré la distance entre deux bornes sur plus de 11 km. Cette mesure était la base de leur opération de triangulation qui devait servir à connaitre la taille de la terre. Je montre ici que Google Earth est bien plus précis que des images sur la carte IGN pourtant réputée d’une grande précision.

Dans cette vidéo, je vous propose de vérifier que Google Earth est un outil d’une très haute précision en ce qui concerne les mesures de distance que l’on peut y faire. La distance entre les bornes Australes de Salses le Château et Perpignan furent mesurées avec une précision extrême à 11706,17 m par Méchain (page 93 sur Gallica, Base du système métrique et décimal).
Cette mesure était la base de la méridienne qui a servi à mesurer la terre et à “redéfinir le mètre, à la fin du 18ème siècle.
La mesure effectuée avec Google Earth est précise à moins d’un mètre, alors qu’elle ne l’est pas sur le site Géoportail (+ 12 mètres). Il n’est pas possible de travailler avec une carte IGN si l’on veut effectuer des mesures de distances et d’azimut précises.

Dans cet exemple, Google Earth nous donne une distance précise avec une précision de 0,008%, ce qui est tout simplement remarquable. Cela confirme que sur des distances longues Google Earth est d’une précision largement suffisante pour les recherches menées par mes collègues et moi.

Nous pouvons déjà dire que Google Earth est très précis pour mesurer des distances entre des points clairement visibles. Plus la distance sera longue, et plus la précision sera exceptionnelle1. Il convient d’être vigilant lorsque l’on mesure de petites distances.

Il faut bien savoir que l’outil Google Earth utilise la formule de Vincenty pour calculer les distances sur une sphéroïde aplatie, et que la précision est exceptionnelle, de l’ordre de 0,5 mm, ou 0,000015 secondes d’arc. Google Earth va même plus loin puisqu’il est capable de donner deux mesures en activant la fonction relief. Il donne la mesure au niveau de la mer et celle en tenant compte de l’altitude des deux points sélectionnés. La formule de Vicenty donne une valeur en considérant une altitude moyenne de 80 mètres. 2

Longueur du degrés de méridien à différentes latitudes et altitude 0 (voir image ce dessous). Les valeurs sont exactes et montrent que Google Earth utilise la formule de Vicenty. (Télécharger le KML ici)

Pour en savoir un peu plus sur la méthode de calcul de Vicenty et faire des tests avec des coordonnées précise, voici un lien vers un blog qui vous propose même le code javascript.

Qu’en est-il de la précision de l’azimut ?

La mesure des angles sur une sphère peut varier selon le modèle de projection sphérique sur un plan. Ainsi, entre Géoportail et Google Earth, les angles peuvent varier sensiblement de 1 à 3/10ème de degrés. Et pour cause, l’IGN utilise une projection différente de celle utilisée par Google. Ce qui nous intéresse, c’est de savoir si les mesures sur Google Earth sont aussi précises que celle que nous pourrions faire sur le terrain avec un théodolite. À ce titre, une étude d’un archéologue, William Romain confirme que les mesures d’azimut ont une précision dont l’erreur n’excède pas 0,04°, soit une précision moyenne de 0,02%. 3.

Certains archéoastronomes qui ont travaillés sur l’Égypte, la chine et de nombreuses orientations astronomiques utilisent Google Earth. Voici par exemple ce qu’écrit Giulio Magli dans un article4 : “Les orientations de tous les monuments examinés ici ont été déterminées à l’aide d’images satellite extraites de Google Earth et Bing et importées dans AutoCad (Tableau 1). Dans tous les cas les mesures ont été répétées sur plusieurs images du même lieu extraites des archives historiques des programmes. En raison de la haute qualité des images et de la faible erreur de projection qui leur est associée, l’erreur intrinsèque attendue de ce type de mesure est assez faible“.

Peut on faire une carte avec Google Earth ?

Là encore, la réponse est oui. Une étude effectuée sur le territoire de l’Éthiopie 5 dont les images satellitaires ne sont pas d’une résolution aussi précise que sur des régions telles que l’Europe ou l’Amérique du Nord, les auteurs concluent que Google Earth permet de déterminer des cartes à l’échelle 1:20 000ème avec une précision suffisante. Pour comparaison, les cartes IGN sont au 1:250 000ème. Google Earth permet de concevoir des cartes 10 fois plus précises qu’une représentation IGN. En revanche, la précision des altitudes n’est pas satisfaisante.

La géolocalisation GPS avec Google Earth.

Lorsque vous observez par exemple un menhir avec Google Earth, vous pouvez voir apparaitre ses coordonnées GPS en bas de votre écran. Ces coordonnées ont une précision variable. En 2008, la précision était de l’ordre de 1 à 40 m6. Mais en 2019 la précision peut aller de 10 m à moins d’un mètre. Dans les zones à forte concentration urbaine par exemple, la précision peut être inférieure à 1 m. 7

À l’inverse dans les zones désertiques en Afrique, en Amérique du Sud… on peut avoir une erreur de 10 mètres sur la valeur exacte des coordonnées GPS. Ce qui veut dire que votre objet peut se trouver en réalité 1 à 10 mètres à coté. On pourrait penser que cela rend les mesures de distances fausses. Mais cela est rarement le cas, car si vous mesurez par exemple la distance entre deux menhirs situés à 1 ou 2 kilomètres, l’erreur de position entre les deux points est la plupart du temps identique si les orthophotos ne présentent pas d’erreur de montage. De fait, si vos deux menhirs sont 1 mètre trop au nord, la distance et l’angle entre les deux ne seront pas modifiés. L’erreur sera possible en cas de mauvais chevauchement des orthophotos. Ce qui est facile a vérifié, car cela se voit. Voici un exemple ci-dessous. À gauche on voit une vue floue et très bizarre de l’église de Saint Nectaire en 2017. Cette orthophoto présente un bug de raccordement entre plusieurs photos dans ce secteur. À droite, la photo est corrigée depuis.


Notes et sources
  1. Accuracy Measurement of Google Earth Using GPS and Manual Calculations, International Conference on Sustainable Development in Civil Engineering, MUET, Pakistan (23th – 25th Nov, 2017), Shanker Lal Meghwar, The University of Sheffield, [retour à l'article]
  2. Des géomètres se sont posés la question de savoir comment Google Earth calculait les distances. En faisant plusieurs tests, ils en sont arrivés à la conclusion que Google Earth utilisait la méthode de Vicenty[retour à l'article]
  3. Notes on the Accuracy of Google Earth Pro Heading Information for Archaeoastronomy and Landscape Archaeology Studies, JO – Journal of Skyscape Archaeology, 2023/02/13, DO – 10.1558/jsa.25599[retour à l'article]
  4. https://doi.org/10.1016/j.ara.2017.10.003[retour à l'article]
  5. Positional Accuracy Evaluation of Google Earth in Addis Ababa, Ethiopia, Yalemzewd Abere, June 2019 Artificial Satellites 54(2):43-56, DOI:10.2478/arsa-2019-0005[retour à l'article]
  6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3791001/[retour à l'article]
  7. THE PRECISION OF GOOGLE EARTH MAP ANALYSIS WITH THE COORDINATES OF IGS STATIONS, Xuwang Wang 1, Fan Wang 2, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLII-3/W10, 2020 International Conference on Geomatics in the Big Data Era (ICGBD), 15–17 November 2019, Guilin, Guangxi, China[retour à l'article]

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