Fichiers de grilles de décalages

On applique des grilles de décalages à diverses transformations entre systèmes de référence. On s’en sert le plus souvent pour transformer les coordonnées entre un cadre de référence ancien et un nouveau cadre de référence, normalement plus exact. La transformation n’améliore pas la précision des coordonnées, mais comme elle s’oriente vers un cadre de référence plus exact, elle permet l’intégration future d’une information géospatiale de résolution et précision supérieures. Au Canada, les grilles de décalages servent principalement à la transformation des coordonnées des différentes réalisations ou versions du Système de référence nord-américain (NAD). À l’heure actuelle, les organismes membres du CCSRG fournissent des dizaines de fichiers définissant des centaines d’« étendues quadrillées » sur le territoire canadien.

Au départ, un format normalisé a été mis au point pour la transformation des coordonnées horizontales entre le NAD 27 et le NAD 83 (original). Il comprend un en-tête décrivant la zone de couverture et l’intervalle d’espacement s’appliquant à toutes les grilles intégrées à un fichier. Au Canada, l’application d’accompagnement du NTv2 sert à faire une recherche sur ces grilles et à interpoler les décalages de coordonnées pour les quatre points de quadrillage les plus proches du lieu spécifié par l’utilisateur.

Les fichiers de grilles de décalages se présentent habituellement en format binaire avec l’extension GSB. Il existe aussi une représentation de ces fichiers en ASCII avec l’extension GSA. Un seul fichier GSB peut contenir plusieurs grilles comportant des décalages de coordonnées pour les points nodaux. Il peut également y avoir intégration et rattachement des grilles à haute résolution à des grilles de moindre densité pour des zones visées. Bien que ces fichiers aient été développés à l’origine par les Levés géodésiques du Canada (LGC) de RNCan pour une transformation pancanadienne entre le NAD 27 et le NAD 83 (original), un certain nombre d’organismes provinciaux ont conçu leurs propres fichiers de grilles de décalages pour supporter des transformations régionales. Le tableau 1 énumère les fichiers fédéraux et provinciaux de grilles de décalages en précisant l’étendue de leur couverture. Les utilisateurs devraient toujours faire preuve  de prudence en appliquant une transformation par une grille de décalage en raison de l’incertitude qu’ils risquent d’introduire dans leurs données.

Tableau 1. Résumé des fichiers de grilles de décalages disponibles au Canada

    Grille Sous-grilles
F/P Fichier Transformation Latitude Longitude Intervalle No Intervalle
CA NTV2_0 NAD 27 NAD 83 (original) 40°00′-60°00′ 44°00′-88°00′ 5′ × 5′ 8 30″ × 30″
NAD 27 NAD 83 (original) 47°00′-60°00′ 88°00′-142°00′ 5′ × 5′ 91 30″ × 30″
NAD 27 NAD 83 (original) 60°00′-75°00′ 44°00′-142°00′ 5′ × 10′ 11 30″ × 30″
NAD 27 NAD 83 (original) 75°00′-84°00′ 44°00′-142°00′ 5′ × 20′ 0
Alb. ABCSRSv4 NAD 83 SCRS 2002 48°55′-60°05′ 109°55′-120°05′ 5′ × 5′ 56 30″ × 30″
ABCSRSv7 NAD 83 SCRS 2020 48°55′-60°05′ 109°55′-120°05′ 5′ × 5′ 56 30″ × 30″
C.-B. BC_27_98 NAD 27 SCRS 1997 47°00′-62°00′ 112°00′-140°00′ 5′ × 5′ 23 15″ × 15″
BC_93_98 NMIP93 SCRS 1997 47°00′-62°00′ 112°00′-140°00′ 5′ × 5′ 23 15″ × 15″
BC_27_05 NAD 27 SCRS 2002 48°35′-60°25′ 114°20′-138°05′ 5′ × 5′ 18 10″ × 10″
BC_93_05 NMIP93 SCRS 2002 48°35′-60°25′ 114°20′-138°05′ 5′ × 5′ 18 10″ × 10″
CRD27_00 NAD 27 SCRS 1997 48°15′-49°00′ 123°00′-124°30′ 1′ × 1′ 1 15″ × 15″
CRD93_00 NMIP93 SCRS 1997 48°15′-49°00′ 123°00′-124°30′ 1′ × 1′ 1 15″ × 15″
CRD98_00 CSRS98 SCRS 1997 48°15′-49°00′ 123°00′-124°30′ 1′ × 1′ 1 15″ × 15″
NVI27_05 NAD 27 SCRS 1997 48°30′-51°00′ 123°30′-129°10′ 5′ × 5′ 7 10″ × 10″
NVI93_05 NMIP93 SCRS 2002 48°30′-51°00′ 123°30′-129°10′ 5′ × 5′ 7 10″ × 10″
NVI98_05 CSRS98 SCRS 2002 48°30′-51°00′ 123°30′-129°10′ 5′ × 5′ 7 10″ × 10″
Man.
N.-B. NB2783v2 NAD 27 SCRS 1997 44°00′-48°30′ 63°00′-69°30′ 30″ × 30″ 0
NB7783v2 ATS77 SCRS 1997 44°00′-48°30′ 63°00′-69°30′ 30″ × 30″ 0
T.-N.-L. NLCSRSv3 NAD 83 SCRS 1997 46°00’-54°00’ 52°00’-61°00’ 0
NLCSRSv4a NAD 83 SCRS 2010 46°00’-54°00’ 52°00’-61°00’ 1’ x 1’ 0
N.-É. GS7783 ATS77 NAD 83 (original) 43°15′-48°30′ 59°05′-69°10′ 5′ × 5′ 0
NS778301 ATS77 SCRS 1997 42°30′-48°00′ 58°30′-68°00′ 2′ × 2′ 0
NS778302 ATS77 SCRS 2010 43°00′-47°30′ 59°00′-67°00′ 30″ × 30″ 0
Ont. ON27CSV1 NAD 27 SCRS 1997 40°00′-58°00′ 73°00′-98°00′ 5′ × 5′ 8 30″ × 30″
MAY76V20 MAY76 NAD 83 (original) 40°00′-60°00′ 44°00′-88°00′ 5′ × 5′ 8 30″ × 30″
ON76CSV1 MAY76 SCRS 1997 40°00′-58°00′ 73°00′-98°00′ 5′ × 5′ 8 30″ × 30″
ON83CSV1 NAD 83 SCRS 1997 40°00′-58°00′ 73°00′-98°00′ 5′ × 5′ 8 30″ × 30″
TOR27CSV1 NAD 27 SCRS 1997 43°34′-43°52′ 79°07′-79°39′ 5″ × 5″ 0
Î.-P.-É. PE7783V2 ATS77 SCRS 1997 45°45′-47°05′ 61°35′-64°40′ 30″ × 30″ 0
Qc NA27SCRS NAD 27 SCRS 1997 44°55′-63°00′ 56°00′-80°00′ 5′ × 5′ 0
NA83SCRS NAD 83 SCRS 1997 44°55′-63°00′ 56°00′-80°00′ 5′ × 5′ 13 30″ × 30″
CQ77NA83 CQ77 NAD 83 (original) 44°55′-62°55′ 56°00′-79°55′ 5′ × 5′ 0
CQ77SCRS CQ77 SCRS 1997 44°55′-63°00′ 56°00′-80°00′ 5′ × 5′ 0
Sask. SK27-83 NAD 27 NAD 83
(original)		 48°00′-61°00′ 99°00′-112°00′ 5′ × 5′ 25 30″ × 30″
SK27-98 NAD 27 SCRS 1997 48°00′-61°00′ 101°00′-111°00′ 5′ × 5′ 18 30″ × 30″
SK83-98 NAD 83 SCRS 1997 48°00′-61°00′ 101°00′-111°00′ 5′ × 5′ 16 30″ × 30″

1 F/P : Source fédérale ou provinciale.

2 SCRS : NAD 83 (SCRS)

Comme les transformations de coordonnées entre cadres de référence varient en qualité selon la précision et la répartition des stations de contrôle servant à l’estimation des valeurs de la grille de décalages, il importe de se rappeler ce que peuvent être les limites de précision et la variabilité possible dans une zone de couverture donnée. Le tableau 2 estime l’ordre de grandeur moyen des valeurs de grilles de décalages et leur incertitude pour différentes zones de couverture. En principe, une grille municipale couvrirait une superficie de 100 km2 (p. ex., territoire de la région métropolitaine de Toronto), une grille régionale pourrait couvrir une superficie de 10 000 km2 (p. ex., district régional de la capitale Victoria) et une grille provinciale/territoriale pourrait viser un territoire de plus de 1 000 000 km2. Les estimations de précision reportées dans ce tableau sont les valeurs moyennes obtenues par diverses analyses d’organismes membres du CCSRG dans les régions visées. Le tableau indique quelques liens vers les analyses en question.

Tableau 2 : Valeurs moyennes d’espacement et de précision de trois fichiers de grille de décalages applicables à différentes régions du Canada

  Palier : municipal régional provincial (sud) provincial (nord) territorial
Mailles de grille   5″ × 5″ 30″ × 30″ 5′ × 5′ 5′ × 5′ 5′ × 10′-20′
Taille de cellule   0,02 km2 1 km2 50 km2 40 km2 50-100 km2
   
Transformation Décalage (m) Précision moyenne

(cm)
NAD 27-NAD 83 0-100 10 15 15 50 100
NAD 27-SCRS 0-100 3 10 10 50 100
NAD 83-SCRS 0-2 3 5 5 50
http://www2.unb.ca/gge/Personnel/Santos/Santos_SNB_Report_Grid_Shift-NAD 27-NAD 83.pdf

http://geonova.novascotia.ca/sites/default/files/resource-library/NSCRS%20Technical%20Support%200009%20Grid%20Shift%20Files%203Feb2016.pdf

Transformation entre le NAD 27 et le NAD 83 (original)

On exécute cette transformation à l’aide de grilles de décalages nationales ou provinciales avec l’application « Transformation nationale version 2 » (NTv2) fournie par RNCan. Il s’agit là d’une norme nationale de transformation des coordonnées horizontales (géographiques ou UTM/MTM/stéréographiques) entre les cadres de référence NAD 27 et NAD 83 (original).

La figure 1 présente une grille nationale de différences de coordonnées entre le NAD 27 et NAD83 (original). Elle montre que, bien qu’étant cohérents pour une petite région, les décalages systématiques entre ces deux cadres de référence peuvent différer de plus de 100 mètres à l’échelle du Canada. Cet écart systématique provient du fait que le NAD 27 et le NAD 83 (original) sont fondés sur des ellipsoïdes différents (Clarke 1866 et GRS80) dont les origines sont distantes de plus de 200 m de l’une de l’autre.
Horizontal shifts between NAD27 and NAD83(Original) coordinates

Figure 1. Décalages horizontaux entre les coordonnées du NAD 27 et du NAD 83 (original) - (disponible en anglais seulement)

Transformation entre le NAD 83 (original) et le NAD 83 (SCRS)

Dans le cas du NAD 83 (original) et du NAD 83 (SCRS), il importe de comprendre que le premier est un cadre de référence bidimensionnel (référentiel horizontal) et l’autre, un cadre géométrique tridimensionnel. La transformation des coordonnées horizontales entre les deux est seulement possible là où des organismes provinciaux ont produit des fichiers régionaux de grilles de décalages (voir le tableau 1 à la section « Fichiers de grilles de décalages »). Il n’y a pas de fichiers pancanadiens correspondants parce que les stations de contrôle sont trop clairsemées pour rendre compte de la configuration irrégulière des distorsions. La figure 2 présente les vecteurs des différences de coordonnées horizontales entre le NAD 83 (original) et le NAD 83 (SCRS) aux stations du Réseau de base canadien (RBC). On remarquera des variations importantes d’ordre de grandeur et d’orientation des vecteurs entre les régions du Canada. En moyenne, les différences horizontales sont d’environ 30 cm, mais elles peuvent être de plus d’un mètre dans certaines provinces.

Horizontal differences between coordinates of the CBN points in NAD83(Original) and NAD83(CSRS) reference frames

Figure 2. Différences de coordonnées horizontales entre les cadres de référence NAD 83 (original) et NAD 83 (SCRS) aux stations du RBC (disponible en anglais seulement)