Le magazine de Leica Geosystems

REPORTER 4320 4030 50

M A D E T O M E A S U R E

La globalisation ne marquepas seulement l'économie.Elle s'étend aussi aux applications topographiqueset géographiques, où deplus en plus de frontièresjugées infranchissables s'ouvrent aujourd'hui grâceaux observations des satellites GPS Navstar etGlonass dont les signauxmicro-ondes peuvent êtrecaptés partout et qui nousoffrent pour la première foisla possibilité de détermineravec une plus grandeprécision la forme du géoïdeà l'aide d'équipements dehaute technologie.Associées aux données gravimétriques quicommencent à tenir compte

ParutionTrois fois par an en français, allemand,anglais, espagnol et japonais.

Toute reproduction ou traduction, intégraleou partielle, des articles de ce numéroexige l’accord préalable de la rédaction.

Le „Reporter“ est imprimé sur du papiersans chlore ménageant l’environnement.

© Leica Geosystems AG, Heerbrugg, novembre 1999, Imprimé en Suisse

Bouclage du prochain numéro7 janvier 2000

de masses à l'extérieur duterritoire national, les mesu-res géodésiques fournissentune précision plus élevée au niveau des coordonnéeslocales, des points detriangulation/nivellement etdes évaluations correspond-antes. C'est ainsi qu'il a étépossible de déterminer aucours de cette décennie legéoïde de la Suisse à 2 - 5centimètres près. Urs Marti,qui a participé à ce projet, leprésentera plus longuementdans ce numéro. L'un despoints de référence GPS dusud de la Suisse se trouvedans la haute vallée deZermatt, entourée desommets de 4 000 mètres.Lorsque Giorgio Poretti acommencé à mesurer le Cervin, il l'a fait à l'aide desystèmes GPS et tachéo-mètres Leica installés dansles vallées italienne et suisseet sur le sommet.

Waltraud Strobl

2

Comment les générations

futures interpréteront-elles

un jour cette époque où le

premier chiffre de l'année

est passé de 1 à 2 pour mille

ans ?

Jamais la Terre n'a comptétant d'hommes ni tant derichesse en terme de produitnational brut. Jamais leshommes n'ont communiquéde façon aussi simple et économique à travers lescontinents et les cultures. SiEratosthène s'est encoreservi du Soleil pour détermi-ner la circonférence du globeterrestre, ce sont aujourd'huides satellites GPS qui nouspermettent de définir avecprécision le géoïde de notreplanète.

Ces nouvelles possibilités,nous les devons aux progrèsscientifiques et techniques, à l'exploitation de nouvellestechnologies de base commel'optique de haute puissance,l'électronique et les semi-conducteurs, le laser, legénie logiciel, les techniquesaérospatiales/satellitaires etles télécommunications quiont affiné les connaissancesdans des proportions jusque-là inconnues révolutionnantaussi la conception desinstruments et méthodes demesure topographiques.

Chez Leica Geosystems,l'intégration de ces technologies a abouti à l'élaboration de tachéo-mètres laser assurant despointés automatiques et desmesures sans réflecteur, aux systèmes GPS tempsréel caractérisés par une précision millimétrique et

Bienvenue dans lenouveau millénaire !

aux bases de données SIGautorisant un échange dedonnées interactif entre leterrain et le bureau. Pourque le progrès soit égale-ment une constante du nouveau millénaire, nousaffectons près de 10 % denos ressources aux activitésR & D et projets de partenariat technologique.Les instruments et systèmesLeica permettront aussi à l'avenir à nos clients d'effectuer leurs travaux defaçon plus rapide, plus précise et plus économique.Et ce, aux quatre coins dumonde.

Lorsque le premier jour du nouveau millénaire commencera à poindre dansle Pacifique sud, que l'onfêtera cet événement dans le dôme du Millenium à Greenwich (Londres), que levieux phare du cap Hatterass'illuminera sur le littoral dela Caroline du Nord et quece premier jour s'achèvera24 heures plus tard enPolynésie, des géomètres-topographes du monde entier apporteront unecontribution majeure au rapprochement des différen-tes parties de notre planète.Et ils continueront à le faireavec l'appui de Leica, quirestera un partenaire de premier ordre. Comme à lafin du 2e millénaire, nousmettrons tout en œuvrepour faciliter les relevés eten augmenter la producti-vité. Et notre réseau mondialde distribution et de serviceaprès-vente sera encore plusproche de nos clients, plusréactif.

Bienvenue au seuil dutroisième millénaire !

Hans HessPrésident & CEOde Leica Geosystems

Editorial

Chère lectrice, cher lecteur,

I M P R E S S U MEditeurLeica Geosystems AG, CH-9435 HeerbruggPrésident & CEO: Hans Hess

Adresse de la rédactionLeica Geosystems AG, CH-9435 Heerbrugg,Suisse, fax: +41 71 727 46 89 – Internet: Waltraud.Strobl@leica-geosystems.com

RédactionWaltraud Strobl, Fritz Staudacher (Stf)

Maquette et fabricationNiklaus Frei

TraductionDogrel AG, St. Margrethen

Pour effectuer ce levé du Cervin,Giorgio Poretti s'est servi d'un point de1er ordre GPS du géoïde CHGEO98 et duréseau MN95, situé à Zermatt, à unealtitude de 1687,566 m. Les mesures ontété effectuées en automne 1999 à l'aidede stations Leica GPS 500 placées sur lesommet et dans les vallées italienne etsuisse ( Photo Olivier Eschmann ), àpartir desquelles les points de crête ont également été visés avec destachéomètres T2002/réflecteurs DI3002de Leica. Cette campagne fera l'objetd'une description plus détaillée dans leprochain numéro.

Sommaire

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1000

1001

1004

1005

1003

1000

1001 10031002

1001

1004

1005

1002

118

913

Record mondial de lancer de

marteau, déterminé avec une

station Leica TCA1103

Surveillance

GPS

de pont au

Japon

Première mondiale

au bord du

cercle polaire

ArcSurvey intègre

l'univers SIG d'ESRI

Couverture:

Sur la terre entière, des

géomètres-topographes observeront l'arrivée du nouveau

millénaire

Photo: Arthur Stock

Page4Le nouveau géoïde

de la Suisse

4

CHGEO98 – Le nouveau géoïde de la Suisse

Le géoïde de la Suisse est influencé par les lacs de Genève et de Constance ( photo ), qui sont les plus grands lacs d'Europe centrale.

Réalisé ces dernières

années, le géoïde et le

quasi-géoïde de la Suisse

ont été un projet conjoint

de l'Institut Fédéral de

Technologie ( ETH Zürich ),

de l'office Fédéral de topo-

graphie ( L+T, SWISSTOPO )

et de l'université de Berne

( AIUB ). Le but de ce projet

était de déterminer une

référence de haute précision

pour les déterminations

d'altitude au GPS et de

constituer une base pour

le nouveau système de

nivellement national

( LHN95 ).

Le calcul a été effectué àpartir d'environ 600 mesuresde déviation de la verticale,de 70 stations nivelées parGPS et de 2.000 mesuresgravimétriques. Les obser-vations ont été réduites àl'aide d'un modèle numéri-que de terrain ( MNT ) etd'informations relatives à ladensité géologique. Les résidus ont été interpoléspar la méthode desmoindres carrés et le géoïdeet le quasi-géoïde ont étéobtenus par addition desinfluences des modèles demasse.La solution CHGEO98 a étéachevée en 1998 et elle

n'inclut que les déviations,les mesures de nivellementGPS et une partie des mesures gravimétriques, dufait que la plupart des mesures gravimétriques doitencore être validée.La précision de CHGEO98est de l'ordre de 3 cm dansles zones de plaines et del'ordre de 5 cm dans lesAlpes, ceci pour l'ensembledu territoire. Elle peut êtrevérifiée par une comparai-son avec le quasi-géoïdeEuropéen EGG97.

Le GPS permet aujourd'huide déterminer des différen-ces de coordonnées entre

stations largement espacéesavec une précision relativede 10-7 à 10-8. Ceci ne vautnéanmoins que pour lescomposantes horizontales etne s'applique pas aux altitu-des. Ce dernier point résulteen partie de l'asymétrie desmesures ( pas de satellitesdisponibles au-dessous del'horizon ) et des effets de laréfraction troposphérique.Le principal problèmedécoule du fait que les altitu-des dérivées au GPS seréfèrent à l'ellipsoïde, et nonau géoïde, comme c'est engénéral le cas dans leslevers terrestres. Les diffé-rences peuvent atteindrejusqu'à 100 mètres à l'échelle du globe, et mêmedans un cadre régionalcomme celui des Alpes, lesdifférences dépassent 10 mètres. L'objectif de cettecontribution est de déter-miner le géoïde et le quasi-géoïde de la Suisse auniveau du centimètre et dedébattre des différentescomposantes à prendre encompte dans les calculs d'erreur. Un autre but estd'analyser les exigencesrelatives à la précision et à la densité des donnéesrequises pour obtenir lesondulations géoïdales avecce haut niveau de précision,y compris dans les régionsmontagneuses telles que lesAlpes Suisses.

Les précédentes tentativesde détermination du géoïdede la Suisse ont appliqué latechnique de prélèvement-restauration ( Elmiger, 1969 ),la collocation (Gurtner, 1978)et l'application de l'intégralede Stokes ( Geiger, 1990 ).

Le géoïde de la Suisse dansETRF 93

5

Fig.1 : Déviations de la verticale observées ( stations avec les deux composantes uniquement ).

Les observations astro-géodésiques dans la zoned'Ivrea ( Bürki, 1989 ) ont étéutilisées par Marti ( 1988 )pour étudier la possibilitéd'obtenir un géoïde de préci-sion centimétrique dans laSuisse méridionale. En Suis-se, les premières détermina-tions de géoïde combinantdes jeux de données terrest-res et satellitaires ont étéentreprises par Wirth (1990).Cette contribution, publiéepour la première fois à laconférence IAG de Budapesten mars 1998, représente lacontinuation de ces efforts.

Pour incorporer lesdéviations de la verticale, lesanomalies de gravité, lesdonnées de nivellement GPSaussi bien que les modèlesde masse, nous avons déve-loppé un logiciel permettantde calculer :- les effets gravitationnels

des modèles de masse ( MNT maillés oupolyèdres irréguliers ) entermes de potentiel et devecteur de gravité,

- la réduction des informa-tions observées sur leschamps de gravité pourleurs effets sur lesmodèles de masse,

- l'interpolation des champsrésiduels et le calcul duco-géoïde réduit,

- les prédictions relativesaux déviations de la verti-cale, aux anomalies degravité et aux ondulationsgéoïdales pour les pointssitués entre les pointsmesurés,

- les calculs d'altitudes dansles différents systèmesaltimétriques,

- la transformation du géoïde et du vecteur degravité dans les différentssystèmes de référence.

Les données utilisées

Nous avons pu prendre encompte dans nos calculsenviron 600 stationsastrogéodésiques avec auminimum une composantede la déviation de la vertica-le ( Fig.1 ). La plupart d'entreelles ont été recompilées etramenées dans un systèmede référence unique. Engénéral, la précision est del'ordre de 0.5". Les mesures

les plus anciennes remont-ent au siècle dernier, tandisqu'environ 100 stations ontété observées entre 1990 et1992, dans le cadre parti-culier de la nouvelledétermination du géoïde.Après validation parrecoupement, 520 stationsont pu être retenues pour lecalcul final.La plupart des stationsgravimétriques de la Suisseaccessibles au public ( et quisont incluses dans le quasi-géoïde Européen EGG97 )résultent des travaux de lacommission géophysique dela Suisse ( SGPK ) pour lacarte gravimétrique de laSuisse ( Klingelé, Olivier,1980 ). Un nouveau projetd'atlas gravimétrique estactuellement mené à bienpar le SGPK. Environ 20.000stations situées en Suisseoccidentale devraient êtredisponibles pour la détermi-nation du géoïde ( Fig.2 ).En plus des déviations de laverticale et des données gravimétriques, environ 80 stations GPS reliées auxmailles du nivellement depremier ordre ont été prisesen compte en tant qu'ondulations géoïdales«observées». Ces observa-tions font partie du nouveauréseau de base GPS national( LV95 ) et elles ont été intro-duites avec une précision de2 à 5 cm ( Fig.3 ).

Les modèles de masse de la

Suisse

Pour la dérivation descalculs à des zones moinsétendues et pour faciliterl'interpolation du champ degravité, il est nécessaire demodéliser la distribution desmasses d'attraction. Le plusimportant est de disposerd'un modèle numérique deterrain à haute résolution.Mais d'autres modèles, telsque les anomalies dedensité à l'intérieur duglobe, doivent égalementêtre pris en considération.

Modèle Numérique de

Terrain

Le modèle numérique deterrain utilisé dans lescalculs du géoïde est dérivéde la maille de 25 mètres

Fig.2 : Données gravimétriques utilisées pour la détermination du géoïde.

Fig.3 : Le réseau national GPS LV95 et sa connection au réseau de nivellement de 1er ordre.

( DHM25 ) de l'Office Fédéralde Topographie, qui a étéobtenu par une scannerisa-tion des cartes au 1/25.000.

Afin d'économiser le tempsde calcul, des maillescompatibles avec une réso-lution de 50, 500 et 10.000mètres été dérivées. Dansles régions voisines où lescartes ( Suisses ) au 1:25.000ne sont pas disponibles, cesmailles ont été dérivées du

jeu de données DTED1 duNIMA ( résolution d'origine3"x3" ). En dehors d'unezone d'environ 50 km autourde la Suisse, on a utilisé unMNT global ( TUG87, résolution 5'x5' ) compilé àl'université de Graz.

Une densité de 2.67 g/cm3 agénéralement été utiliséepour l'ensemble du DTM, àl'exception des régions oùdes informations de densito-

6

métrie fiables étaient dispo-nibles. Ceci est principale-ment le cas pour les lacs, lesglaciers et les sédimentsquaternaires de rivièresimportantes, de même quepour la zone d'Ivrea et leszones amont de la plaine duPô.

Pour les calculs, les valeursdes mailles ont été utiliséessous la forme de facettes ou,pour des distances accrues,elles ont été remplacées pardes masses linéaires ou ponctuelles. Le tableau 1montre quel modèle et quelle formule ont été utilisés en fonction desdistances.

Comme nous pouvonsl'observer, la simplificationcritique semble être la limitede 50 km entre les MNT à500 m et à 10 km. Le problè-me avec cette limite estqu'elle affecte considérable-ment le temps de calcul desinfluences de terrain. Etcomme avec une valeur de70 km, l'erreur restesupérieure à 1cm, il étaitnécessaire de trouver uncompromis entre laprécision et le temps de calcul.

Modèles de masse pour

l'intérieur du globe

En dehors de la topographie,les effets les plus marquantssur le champ de gravité sontcausés par le gradient dedensité à la limite de l'écorceterrestre ( Moho ). Engénéral, ces effets sont prisen compte dans un modèleisostatique, mais dans ceprojet nous avons utilisé unemaille de 5 km de la profon-deur de Moho. Le gradientde densité qui convenait le

mieux pour notre jeu dedonnées était de 0.37 g/cm3.D'autres modèles de densitéimportants sont constituéspar les sédiments de la plaine du Pô, avec uneprofondeur maximum de 11 km et un gradient de den-sité maximum de -0.8g/cm3,et un modèle de la formationIvrea, dans les Alpes du sud,avec un gradient de densitémaximum de 0.4g/cm3. Lafigure 4 montre l'effet de laformation Ivrea sur l'ondu-lation géoïdale commeexemple de l'influence d'unmodèle de ce type.

Le calcul du co-géoïde

Après que toutes les obser-vations avaient été réduitesen raison des influences desmodèles de masse, nousavons obtenu un champ de résidus lissé. A titre d'exemple, nous voyons surla figure 5 les déviations dela verticale après réduction,qui peuvent être comparéessur la figure 1 aux valeursobservées sur le terrain.

Ces résidus affichent unsystématisme qui ne peutpas être expliquée par nosmodèles de masse. Ceci provient principalement duchoix du système de référen-ce et des masses qui n'ontpas été prises en comptedans nos modèles. Ce systé-matisme a été réduit aumoyen de polynomesharmoniques, en vue de faciliter l'étape suivante d'interpolation des résidus.L'interpolation des résidus aété réalisée au moyen d'unecompensation par les moin-dres carrés. Un modèleharmonique de Markov du 3e ordre a été choisi pour lafonction de covariance. Ses

Fig. 4 : Influence de la formation Ivrea sur le géoïde.

Fig. 5 : Déviations de la verticale après soustraction des effets des modèles de masse.

Fig. 6 : Différences entre quasi-géoïde et géoïde CHGEO98.

Erreur max. causée par simplification

MNT Formule Distance max. Potentiel Champs de gravité Déviation

25 m facette 100 m 0 0 0

50 m facette 300 m 0 0.09 mgal 0.02"

50 m ligne 1250 m 0 0.01 mgal 0

500 m facette 5000 m 0.2 mm 0.18 mgal 0.05"

500 m ligne 20000 m 1.0 mm 0.09 mgal 0.02"

500 m point 50000 m 3.0 mm 0.03 mgal 0.01"

10000 m point Modèle entier 16.0 mm 0.13 mgal 0.07"

5' point Terre entière ? ? ?

Tableau 1 : MNT et formules utilisés pour la correction deterrain, et erreurs dûes à la simplification.

7

paramètres, qui dépendentessentiellement du jeu dedonnées choisi, les modèlesde masse utilisés et lafonction de systématismeont été déterminés empiri-quement.Les calculs d'essai ont faitapparaître que, avec les seules données astro-géodésiques, le géoïde pou-vait être déterminé avec uneprécision d'environ 4 cm surl'ensemble du pays. L'intro-duction des stations denivellement GPS réduit cettevaleur à 2 à 3 cm. En prenantégalement en compte lesdonnées gravimétriques, onobtient localement une meilleure précision, mais lerésultat sur l'ensemble dupays est maintenu à environ2 cm.Nous avons retenu commesolution finale pour le co-géoïde une combinaison desdonnées astrogéodésiqueset des données de nivelle-ment GPS. L'intégration desmesures gravimétriquesprovoquait des incohérencesde plus de 10 cm, et cecidevra faire l'objet d'uneétude plus détaillée avantque nous puissions

présenter une solution com-plète combinant l'ensembledes données disponibles.

Le calcul du géoïde et du

quasi-géoïde

Le quasi-géoïde est dérivédu co-géoïde en restaurantles effets des modèles demasse à l'altitude du terrain.Le géoïde est obtenu enrestaurant ces effets auniveau de la mer. Ces deuxsurfaces de référence ont étécalculées dans les systèmesde référence de la Suisse ( CH1903, Ellipsoïde de Bessel ), et de l'Europe ( ETRF93, Ellipsoïde GRS80 ).A titre d'exemple, le géoïdeest représenté en page 4dans ETRF93.La figure 6 affiche lesdifférences entre le géoïdeet le quasi-géoïde. Elles sontévidemment très corréléesavec la topographie. Alorsque les différences sont proches de 0 dans les zonesde plaine, elles dépassent0.5 mètres dans les zones dehaute montagne.

Comparaison de la solution

avec le quasi-géoïde

Européen EGG97

Pour effectuer un contrôlede qualité totalementindépendant, nous avonscomparé notre solution avecle quasi-géoïde EGG97, qui a été calculé par l'IfE àHanovre (Denker et al.,1998).Dans cette comparaison,nous n'avons appliqué nidécalage, ni fonctiond'orientation. Nous avonssimplement interpolé lesvaleurs d'EGG97 ( résolution1' x 1.5' ) sur nos points deréseau. Cette comparaisonpeut être observée sur lafigure 7.En plaine, les différencessont généralement inférieu-res à 5 cm. Mais dans le sud-ouest, aux environs deLausanne et de Genève,elles peuvent atteindre plusde 10 cm. Dans les Alpes, lesdifférences sont générale-ment inférieures à 10 cm,alors que dans certaines parties de la Suisse centraleou orientale, elles peuventdépasser 15 cm.Cette comparaison de deuxsolutions complètementindépendantes indique que,dans les zones de plaine, les deux solutions ont uneprécision de quelquescentimètres. Dans lesrégions montagneuses,nous pouvons assumer quela plus grosse part de cesdifférences doit êtreattribuée au quasi-géoïdeeuropéen (MNT plus simple,données moins nombreu-ses ), et que notre solutiondoit avoir une précisiond'environ 5 cm, même dansles zones alpines.

Conclusions et perspectives

En résumé, nous pouvonsaffirmer que nous avonsatteint le but de notre projetde déterminer un géoïdeavec une précision dequelques centimètres. Lapreuve principale résidedans la comparaison avec lasolution EGG97.Le géoïde CHGEO98 a étédéclaré géoïde officiel de laSuisse en octobre 1998 et ilest à présent largementdiffusé chez nos clients sousla forme d'un réseau de 1 km ou 0.5'. Il est égale-ment intégré dans la plupartdes capteurs et logiciels GPS vendus en Suisse. Lespremiers résultats indiquentque, dans beaucoup de régions, la précision destransformations entre altitu-des GPS et altitudes niveléess'est accrue notablement.Inclinaisons et décalages ontpresque complètementdisparu. Mais le bénéficeentier de CHGEO98 ne seraobtenu qu'avec l'introduc-tion d'un système de nivelle-ment strictement ortho-métrique ( LHN95) commesystème officiel pour la Suisse.

Urs Marti

Adresse de l'auteur :Office Fédéral de Topographie,Seftigenstrasse 264, CH-3084 Wabern, Suisse.E-mail : urs.marti@lt.admin.chLa bibliographie relative à cet article estdisponible sous :www.leica-geosystems.com/Reporter

Fig 7 : Les différences entre le géoïde européen (EEG97) et le quasi-géoïde suisse.

La masse de la chaîne de montagnes suisse avec ses glaciers et sommets de 4000 mintroduit un facteur decorrection important dans lescalculs de géoïde.

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Un vrai canon,ce record du monde féminin !

«Je ne roule plus qu'avec Leica»,

affirme Roar Johansen sur sa

niveleuse, au bord de l'Arctique.

Pour effectuer un nivellement

fin des pistes de décollage et

d'atterrissage, de même que des

routes d'accès à l'aéroport le

plus septentrional du continent

européen, l'entreprise de travaux

publics innovante Kolo-Veidekke

a pour la première fois utilisé

une niveleuse sur chenille

équipée d'un système de

commande automatique Moba

piloté par un tachéomètre Leica.

Ce système inédit a été inauguré

au bord de l'Océan glacial !

Pour achever la construction del'aéroport de Baatsfjord avant ledébut des longues phasesd'obscurité de l'hiver polaire,l'entrepreneur Kolo-Veidekke SAa dû recourir à la haute technolo-gie. C'est la raison pour laquelleEddie Engebredsen, directeurd'Abas, la représentationnorvégienne de Moba, a reçul'ordre de monter dans la cabined'une niveleuse sur chenilleéquipée d'un système MobaGS496 un PC avec logiciel Leicaet liaison radio, et d'adapter surla lame de la chenille un mâtmuni d'un prisme 360° Leica qui surplombe l'engin deconstruction et reste en contactvisuel permanent avec la stationtotale.

Une précision millimétrique 3 Dpermanente

Le prisme est visé par une stationtotale automatique de Leica Geosystems qui mesure en continu les valeurs d'angles et dedistances configurées par unapplicatif Leica spécifique, et lestransmet au système decommande intégré Moba. Cettestation fournit en mode dynami-que des données altimétriquesavec une précision inégalée de±5 mm, ce qui se traduit entreautres par une plus justeappréciation des volumes dedéblaiement et de terrassement,de même que par une meilleureplanéité des profils des pistes dedécollage et d'atterrissage.

La performance prodigieuse de Michaëla Milente au lancerde marteau – 76,07 mètres - a été mesurée à l'aide dutachéomètre Leica TCA1103. Cet exploit, la détentriceroumaine du record du monde l'a réalisé à Rüdlingen, enSuisse, le 29 août 1999, peu de jours après avoir établi unnouveau record aux championnats du monde d'athlétisme(photo) à Séville. Alors qu’on ne pouvait évaluer qu'approximativement le point d'impact du marteau, la station automatique Leica TCA1103 l'a, elle, déterminé avec précision. Les instruments de Leica ne s'utilisent passeulement sur les gros chantiers ou aux Jeux Olympiquespour mesurer des performances, ils interviennent aussi de plus en plus dans les manifestations régionales,spécialisées, comme ce meeting d'athlétisme organisé dansle canton de Schaffhouse. Martin Vögele

Ci-dessous : sur le chantier de construction du nouvel aéroport de Baatsfjord, la station totale automatique Leica TCA1103 suit en continu le réflecteur fixé sur la lame de la niveleuse et fournit au système de guidage des informations altimétriques en temps réel. Même dans des conditions de luminosité défavorables, sous un climat et dans un environnement des plus rudes, l'équipement donne des résultats très précis.

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Compensation automatique de l'inclinaison longitudinale

Ce système novateur s'avère plus convivial, plus rapide et plussûr dans la correction des mouvements de l'engin que lesméthodes utilisées jusqu'ici. Contrairement à de nombreuxautres équipements, le systèmede pilotage 3D d'engins conçu parLeica Geosystems assure entreautres aussi une compensationcontinue de l'inclinaisonlongitudinale du support duprisme.

La cabine du conducteur, centralede commande universelle

Outre leur plus haute précision,les engins de chantier équipés desystèmes de commande Moba etLeica travaillent plus rapidementet augmentent donc la producti-vité. Rendant superflus les fils deguidage et mesures de contrôle,ils réduisent les temps d'interrup-tion et font progresser le chantierplus rapidement. La communica-tion bidirectionnelle entre l'enginet la station totale Leica posi-tionnée à une distance sûre destravaux permet au conducteurd'intervenir à tout moment si lesconditions ou les obstaclesl'imposent, par exemple en cas demasquage prolongé du prismepar un autre véhicule. Le tachéo-mètre peut être mis en marche etorienté à partir de la cabine, où lePC signale en continu au conduc-teur tout écart des valeurs de consigne relatives à l'inclinaisontransversale, à la hauteur et à ladistance latérale de l'engin.

Des équipements adaptés à touttype d'engin

Comme le système de topo-graphie et de pilotage Leica s'adapte à tout système decommande d'engin automatiqueMoba, lui-même utilisable avecdes véhicules de différentes marques, cette nouvelle méthodede guidage hautement fiable peutêtre appliquée sur n'importe quelchantier, où elle contribuera àéconomiser du temps.Roar Johansen, qui auparavant a

utilisé un autre équipementet veut «seulement encorerouler avec Leica», estimeque ce système se démar-que nettement des produitsconcurrents disponibles surle marché mondial. Avant d'opter pour LeicaGeosystems, Moba, leaderinternational en matièred'automatisation, a comparéet testé de nombreux systèmes. Nul doute qu'un

Tromsø

FINLANDESUEDE

NO

RV

EG

E

Nordpolarmeer

Mo i Rana

Baatsfjord

Hammerfest

équipement ayant su faireses preuves sous un climatpolaire, plus précisémentsur le territoire lapon faible-ment peuplé du Finnmark,au nord-est de Hammerfest,ne réussisse à s'imposer surtous les chantiers du mondepar les gains de productivitéqu'il offre et son avance enmatière de sécurité.

Stf

mondiale au bord du cercle polaire Ici, au bord de l'Océan glacial arctique, à Baatsfjord, a été construit l'aéroport le plus septentrional du continent européen.

Le pilotage altimétrique de la lame s'effectue en mode auto-matique. Le conducteur d'engin visualise sur l'écran GS496 (en bas) des informations de contrôle et sur le PC (en haut) les écarts par rapport au projet. Il peut également commander le tachéomètre depuis sa cabine.

Ci-dessous : le tachéomètre Leica TCA1103, assurant une localisation automatique de prisme, détermine en temps réel la position de la lame de la niveleuse.

Le mât muni du prisme 360° est visible de loin et peut être fixé directement sur la lame de la niveleuse.

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NOUVEAU : Leica GS50 – l'intégrationdes technologies GPS et SIG

Saisie de données orientée SIG avec définition d'attributs flexible

Logiciel de traitement avec édition graphique et possibilités d'échange étendues

Le GS50 est un nouveausystème d'acquisition dedonnées GPS/SIG, carac-térisé par une qualité deréception inégalée, une utilisation orientée SIG etune très grande flexibilité.Avec le système GS50, Leica Geosystems lance unproduit entièrement fondésur la plate-forme ESRI.

GS50 – le récepteur code leplus précis

GS50 travaille avec unrécepteur code mono-fréquence qui offre des performances uniques : uneprécision DGPS de 30 cm enpost-traitement et de 40 cmen temps réel grâce à lahaute technologie, notam-ment à la méthode de récep-tion ClearTrak™ de LeicaGeosystems.

Une conception évolutive

Faisant partie de la familleGPS 500, le récepteur GS50présente une conceptionmodulaire qui permet de lefaire évoluer avec les exi-gences et de le transformer,par exemple, en un capteurbifréquence temps réeloffrant une précision centi-métrique. Les accessoires etapplicatifs sont entièrement

compatibles avec le systèmeGPS 500.

Des levés conviviaux sur leterrain

Le système GS50 a pourvocation de simplifier le travail sur le terrain. Sonlogiciel à structurearborescente guide l'utilisa-teur à travers les différentesétapes de traitement. La plupart des applications SIGexigent des possibilités dedéfinition étendues pour lesattributs et les informationspoint/objet, exigence que leGS50 remplit de façonexemplaire. Commande ducapteur et saisie peuventêtre effectuées à l'aide d'unterminal TR500 de la familleGPS 500 ou d'un ordinateurde poche courant. Le GS50 est également pilotable avec le systèmeLeica FieldLink, fonctionnanthabituellement sur unPenpad, et présente alorsune convivialité maximale.Un flot de données bidirec-tionnel permet égalementd’emporter des données SIGsur le terrain pour éditer leurposition ou leurs attributs.Les points inaccessibles ounon mesurables par GPSpeuvent être déterminésavec Leica DISTO™ commepoints indirects.

De nombreuses possibilitésDGPS

Le GS50 peut être utilisécomme station de référencepour des applications tempsréel ou de post-traitement.En tant que capteuritinérant, il autorise la récep-tion de données différen-tielles par radio (ondesmétriques ou grandesondes), par modems GSMou modules RT Beacon etoffre alors la possibilitéd'une connexion auxréseaux de référence GPSsupérieurs (SAPOS).

Un logiciel puissant

GIS Data PRO Office est unnouveau logiciel de bureaudestiné aux évaluations GPSainsi qu'au traitement et àl'édition de données géo-graphiques. Intégrant desformats d'exportation variés(ESRI Shape Files, AutoCAD,MapInfo, Microstation, etc.),il s'adapte à tout type desystème.

Sepp Englberger

110 utilisateursLH Systems au User ClubMeeting

Pour la première fois, larencontre annuelle du«User Club Meeting» deLH Systems a étécombinée avec l'atelierd'aérophotographie «Aeri-al Camera Workshop» toutaussi populaire. Ces deuxmanifestations se sonttenues cette année dans laville californienne de SanDiego, où LH Systems LLCa invité ses clients à la findu mois d'août. Jusque-là,le cours de photographieaérienne s'était toujoursdéroulé à Denver(Colorado), au siège de cefabricant de systèmes photogrammétriques derenommée mondiale. Cette rencontre a donnél'occasion aux utilisateursdes produits de la gammeLH, renfermant entreautres des caméras aérien-nes, scanners, stations detravail analytiques etnumériques, d'échangerleurs expériences et des'informer sur les tous derniers développements.

Les 110 participants ontassisté à des conférences,groupes «focus», «clinics»,démonstrations etworkshops. Très appréciépar les participants, le concept du «User GroupMeeting» continuera à êtreappliqué l'an prochain,selon Bruce Wald,président du conseild'administration et PDG dugroupe LH Systems. Réservez dès maintenantla semaine du 20 au 25août 2000, si vous vousintéressez aux évolutionstechnologiques enphotogrammétrie. L’annéeprochaine, il est égalementprévu d'organiser desworkshops régionaux,dans la langue locale. Les dates et lieux de manifestations peuventêtre consultés sur le sitewww.lh-systems.com.

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Pointsfondamentauxde LeicaAccueillant 12 000 visiteurs,l'exposition INTERGEO avecson congrès professionnelest la plus grande manifesta-tion européenne dans le secteur de la topographie etl'une des plus importantesau monde, puisque 16nations y participent. L'édi-tion INTERGEO 99 de Hanovre, en Allemagne, aréuni près de 250 exposants,sociétés et associations,parmi lesquelles LeicaGeosystems dont lesnouveautés ont suscité unvif intérêt. Il s'agit de la sta-tion de mesure automatiquesans réflecteur TCRA, le necplus ultra de la série destachéomètres TPS1100, dusystème d'acquisition LeicaGS50 GPS/SIG et de LeicaFieldLink, l'équipement SIGsur mesure pour la saisie dedonnées terrain. Outre lestachéomètres TPS300 etTPS1100, Leica a égalementprésenté ses systèmes depilotage d'engins, lasermèt-res DISTO™, niveaux ainsique le système GPS 500. Les «points fondamentaux»de Leica, ce sont les presta-

Un réseau de stations de

référence de haute précision

GPS Leica a été installé sur

le pont suspendu le plus

long du monde, au Japon,

pour mesurer en continu

avec une précision temps

réel millimétrique les défor-

mations et les mouvements

de cet ouvrage d'art.

Le système de surveillanceest constitué de 3 récepteursLeica MC1000 DGPS, reliésentre eux par un réseau àfibre optique. Deux stationssont montées directementsur les extrémités des deuxpiliers géants, la troisièmeau milieu du pont. Les ingénieurs peuvent ainsiobserver l'intensité desmouvements de la structureet les écarts critiques parrapport aux valeurs deconsigne. La route d'Akashid'une profondeur de 110 mprésente des courants deforte intensité pouvantatteindre 4 à 5 m/s. Aussi lanavigation y est extrême-ment difficile et a déjàprovoqué de nombreusesavaries. Les autres facteursd'insécurité dans cette zone

Ci-dessous : les diverses nouveautés de Leica Geosystems à INTERGEO99, Hanovre, ont attiré de nombreux visiteurs sur le stand.

tions de conseil, l'assistan-ce technique téléphonique,les contrats de maintenanceet de service après-vente,les centres de réparation etles partenariats avec desentreprises comme ESRI.Autant d'atouts qui,associés aux performancesdes systèmes et produits,assurent des gains deproductivité et un serviceglobal au client.

Christiane Claar

sont dus aux vents forts etaux risques de séismes.

Précision millimétrique 3D

en temps réel

La station Leica MC1000 estun récepteur GPS 12 canauxL1/L2 effectuant des posi-tionnements cinématiquesen temps réel (RTK) avecdétermination d'ambiguïtésen vol (OTF) et une précisiontridimensionnelle milli-métrique. Elle permet desmesures de phases et decode P à longueur d'ondeentière même en conditionsAS (anti-brouillage). Lesrécepteurs GPS ont étéinstallés par Akasaka Tec,revendeur agréé desystèmes GPS Leica auJapon.

Leica GPS surveille, au Japon, le pont suspendu le plus long du monde

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Accès «distingué» à l'univers SIG/SIT

Réunissant 9500 personnes,l'ESRI User Conference 1999à San Diego est la manifes-tation professionnelle la plusimportante dans le domainedes systèmes d'informationgéographique (SIG).Conférences, workshops etexposition articulés cetteannée autour du thème«Sharing Geographic Know-ledge» ont fait découvrir auxparticipants l'extraordinaire

essor du SIG dans lessecteurs les plus variés denotre société. Les grandsavantages que présententces systèmes à base géo-graphique dans la réalisa-tion de nombreuses tâchesont entretemps fait le tourdu globe, en dehors ducercle restreint des spécia-listes SIG. A travers sessolutions logicielles complè-tes et ses multiples parte-nariats, l'EnvironmentalSystems Research Institute,Inc. (ESRI) a largement contribué à ce succès.

Topographie et informationsur le territoire

Quoi de plus logique qued'ouvrir aux professionnelsde la topographie l'universd'un des plus grandséditeurs de SIG ? «Cette évidence a poussé il y adeux ans le leader enmatériel topographique et lenuméro un mondial du logiciel SIG à coordonnerleurs développements envue d'une intégrationharmonieuse et complémen-taire des deux technolo-gies», explique MartinTremp, directeur de LeicaSoftware Business. Et tousles nouveaux produits Leicaprésentés dans cette éditiondu REPORTER, comme Field-Link (p. 16) ou GS50 (p. 10),se fondent déjà sur latechnologie ESRI ou sontcompatibles avec elle. Lelogiciel ArcSurvey de Leicas'adresse à la fois auxgéomètres-topographes etaux plus de 70 000 utilisa-teurs de SIG ESRI dans lessecteurs les plus divers, en

leur offrant un outilpuissant, capable d'intégrerdes données recueillies avecdifférents systèmes topo-graphiques, qu'il s'agisse detachéomètres ou d'équipe-ments GPS. L'universalité etles hautes performancesd'ArcInfo 8 dans le domainedu SIG ont également étéattestées par les développe-ments d'autres lauréats, portant entre autres sur unlogiciel de gestion de lamaintenance et du dépan-nage pour prestataires deservices, un programme degestion pour réseaux detélécommunications en cuivre et fibre optique ouune base de donnéesrelationnelle Oracle destinéeà la surveillance de la nappephréatique et des réservesd'eau potable. Ces solutionsspécifiques seront à l'aveniraussi accessibles aux utilisa-teurs d'ArcSurvey-ArcInfo.

ArcSurvey, l'assistant detopographie

ArcSurvey offre aux profes-sionnels de la topographieainsi qu'aux responsablesdes services du cadastre etde l'aménagement duterritoire la possibilité detraiter et de reproduire desdonnées topographiquesdans le système SIG ArcInfo.Le logiciel Leica complèteles fonctionnalités du systè-me ArcInfo 8 ESRI par la saisie, l'enregistrement, letraitement et la mise à jourde données spatialesrelevant du secteur géodési-que, de l'information sur leterritoire et du génie civil.ArcSurvey se substitue au

Le prix «ESRI GEO Challenge» a été attribué au prologiciel

ArcSurvey de Leica à la 19e conférence des utilisateurs

ESRI. Ce package logiciel est le premier d'une série de

nouveaux programmes de haute technologie destinés à

enrichir par des fonctionnalités topographiques et des

routines automatisées le puissant logiciel ArcInfo 8® d'ESRI

pour applications SIG et SIT. Ce système met les solutions

avancées du spécialiste SIG/SIT à la portée des géomètres-

topographes.

Présent à laconférenceESRI, LeicaGeosystemsse lance surle marchémondial duSIG

D=102.123 mR=12.1212 g

D=96.143 mR=333.1212 g

D=98.123 mR=113.1212 g

D=103.143 mR=180.1212 g

D=100.143 mR=223.1212 g

1 3

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7

5

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Les fonctions Solver offrent des solutions d'optimisation directement sur le terrain

Ci-dessous : à partir d'une plate-forme commune, GeoDatabase (couche physique), il est possible d'extraire et d'optimiser différents résultats sans modifier le contenu de la base de données.

module ArcCOGO d'ArcInfoconçu pour la saisie et l'intégration SIG de donnéestopographiques. Il optimiseles fonctionnalités GeoData-base ESRI concernant latopographie, la gestion etl'édition de mesures, la créa-tion et la compensation decheminements et de réseauxde triangulation, la définitionindividuelle de caractéristi-ques, l'échange de donnéesterrain/bureau ainsi qu'ungrand nombre de calculs(délimitations foncières, profils, etc.). ArcSurvey per-met à l'utilisateur d'établirses propres modèles dedonnées dont les propriétéset attributs peuvent êtreadaptés de façon préciseaux exigences et au cahierdes charges du donneurd'ordre.

Des fonctions Solver et Solution très efficaces

ArcSurvey intègre deux fonctions qui méritent uneattention particulière. Cesont les fonctions Solver etSolution. Les premières per-mettent au professionneld'attribuer aux instruments,points de mesure et de station ou aux observateursdes caractéristiques etpondérations individuelles.Une fois les donnéesentrées, le système proposeà l'utilisateur la méthode decompensation la plus adé-quate. Avec les deuxièmes –ArcSurvey Solution – il estpossible de réaliser diversesévaluations de blocs demesure GeoDatabase qui,combinées à différents critères, fournissent desrésultats optimisés, parexemple pour une compen-sation de réseau avec repro-duction de l'ellipse d'erreursrésiduelles, pour un profillongitudinal ou un calcul desurface. Tous ces traite-ments individuels sontréalisables sans modifica-tion de la base de données.

ArcSurvey : des fonctions de topographie adaptées au système SIG ArcInfo

1000

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1001 10031002

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Principaux modules

ArcSurvey

Constructions COGO

Gestion de donnéestopographiques

Echange de donnéestopographiques

Calculs topographiques

Définition de modèles de données

Couche logique -

Solver 2 : Intersection

Couche logique -

Solver 1 : Polygonation

Couche physique :

- Stations - Mesures - Points

CP101.13

CP101.16

STD12/71

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A l'aide de quelques clics dans l'éditeur Garcia du Solver, l'utilisateur peut ajouter ou supprimer de façon conviviale des données ou des calculs, par exemple pour un levé par station libre, tout en évitant des modifications involontaires de la base de données. La fonction «calculer» redétermine le réseau et affiche le résultat dans le rapport.

ESRI et Leica Geosystems : le tandem SIG/SIT gagnantEn 1997, ESRI et Leica Geosystems ont annoncé un partenariat logiciel visant à l'élaboration de solutions globales intégrées dans le domaine du SIG/SIT. Par cet accord, les deux leaders technologiques, dont l'un estspécialisé dans les levés topographiques/cadastraux et l'autre dans les systèmes d'information géographique,ont décidé de réunir leurs compétences au service des géomètres-topographes et des quelques 70 000 utilisateurs de logiciels SIG.Le communiqué de presse publié à l'époque précise que : «la prochaine génération de solutions SIG/SIT

intégrera la technologie orientée objet (COM) de même que des fonctionnalités ESRI comme le serveur SDE et les com-posants des modules ArcInfo et ArcView. Cette technologie COM constituera aussi la base de la prochaine générationd'applications cadastrales de Leica, ce qui permettra d'optimiser les travaux et flux de données dans l'ensemble dusecteur topographique et cadastral. Les développeurs de Leica Geosystems travailleront en étroite collaboration avecESRI dans la conception et l'élaboration des nouvelles solutions SIG/SIT pour lesquelles les deux sociétés proposeront un réseau de distribution et de support commun.»Hans Hess, président de Leica Geosystems, a exprimé sa satisfaction après la conclusion de l'accord de coopération ESRI dans les termes suivants : «La technologie logicielle de base ESRI se traduira par une extension majeure desfonctionnalités globales des produits Leica. Nous avons toujours souhaité offrir à nos clients des systèmes SIG/SIT. Les utilisateurs de nos systèmes disposeront dorénavant de solutions complètes intégrant les instruments TPS et GPSdans l'univers du SIG.»J. Dangermond, président d'ESRI, a commenté cet accord comme suit : «Je me réjouis de cette collaboration. Elle offreaux experts topographes la possibilité de travailler plus étroitement avec les utilisateurs de bases de données SIG. Parailleurs, elle permet d'inclure les techniques de mesure géodésique, que Leica maîtrise si bien, de façon optimale auxsystèmes d'information géographique, sous forme d'applications. Pour nous, les relevés topographiques constituent eneffet une transaction qui assure l'actualisation d'informations géographiques dans les bases de données spatiales». Cespromesses ont rapidement donné des résultats concrets, comme le montrent les systèmes FieldLink, GS50 et le logicielLeica ArcSurvey récompensé !Martin Tremp : «Leica Geosystems et ESRI se concentrent à présent sur le développement d'autres produits pour applications topographiques et cadastrales. Nous serons ainsi en mesure de proposer des solutions globales qui s'appuient sur une plate-forme commune et couvrent toutes les phases du traitement des données, de l'acquisition (topographie) à la gestion (SIG). Grâce à notre partenariat, notre vision est devenue réalité !»

Les MeasurementEngine COM,courroies de transmission

Les MeasurementEngineLeica et la technologie COMconstituent les piècesmaîtresses de ces nouvellessolutions. Les moteurs coor-donnent les relations entre

les différents types de mesures, réalisées avec desstations totales ou des systè-mes GPS, et leur point ounœud dans la géométrie etla topologie du SIG. AvecArcInfo, ils assurent la conti-nuité du flux de donnéesphysique et logique entre lebureau et le terrain, sansperte d'informations, jusqu'àl'édition de plans et derapports spéciaux. Lagestion de l'ensemble desmesures topographiques etattributs enregistrés dans labase de données ESRI et lelogiciel ArcInfo est orientéeobjet. La nouvelle techno-logie COM (Microsoft™Component Object Model)offre à cet égard unmaximum de sécurité et deflexibilité, mettant enévidence l'excellente inté-gration de l'applicatif ESRI etdu logiciel système Leica.

les produits et lesméthodes développés parLeica Geosystems. Ellesfournissent aussi lescoordonnées des représen-tations locales. Un petitconseil : ajoutez www.leica-geosystems.com à vosfavoris pour être informérégulièrement sur lesderniers développements,applications et offres !

Miren Kauer

15

CadastralOffice se base sur les concepts ESRI et Leica pour offrir une solution intégrale dans le domaine cadastral

Leica CadastralOffice – accèsconvivial à l'univers SIG/SIT

«Leica Geosystems est sur lepoint d'élaborer un nouveaulogiciel topographique àvocation cadastrale pourArcInfo. Ce logiciel constituela suite logique d'ArcSurveyet s'appelle CadastreOffice»,révèle le spécialiste SIGEduard Jericke. CadastralOffice facilitera la saisie,l'enregistrement et lagestion de mesures topogra-phiques et d'informationscadastrales en tenant comp-te des dispositions légales,de l'actualisation à longterme et de la documenta-tion ncécessaire pour cetype de données». Cette intégration de tâchestopographiques classiquesdans le système SIG le plusuniversel et le plus puissantau monde offre aux clients

de Leica Geosystems lachance exceptionnelle deprospecter de nouveauxmarchés, indépendammentde la taille de leur entre-prise. Qu'elles soientutilisées sur une seule station ou sur une centaine,les solutions intégréesLeica/ESRI autorisent enfinune approche rentable destâches multidisciplinairesSIG/SIT !

Stf

Leica livre le 1000e système GPS 500peu de mois après sa sortie L'avance technologique et l'extrême convivialité du système

GPS 500 de Leica qui intègre la technologie ClearTrak™ et

présente une conception à la fois flexible et modulaire, un

faible poids et un grand confort d'utilisation s'est déjà

traduite par de nombreuses ventes. C'est ainsi que peu de

mois après la sortie du premier système, Hans Hess

( à gauche ), président de Leica Geosystems, a eu le plaisir

de remettre la 1000e unité GPS 500 personnellement à

Chad Shields ( à droite ), Survey Product Manager de Baker

GeoResearch, Inc. ( Etats-Unis ), à l'occasion de l'ESRI User

Conference qui s'est déroulée en juillet 1999.

Surfez sur le nouveau site Internet de Leica GeosystemsLeica Geosystems aremanié son site Web pourrendre la navigation et lalocalisation globale desinformations encore plusrapide. Vous y trouvereznon seulement tous les produits avec des fichestechniques détaillées, maisaussi des exemples d'applications intéressants.Les pages dynamiques présentent des séquencesanimées, interactives sur

Modules de bases de donnéesrelationnelles supportés par ESRI

Spatial Database Engine (SDE)

GeoDatabase

MeasurementEngine

ArcSurvey

Applications cadastrales

Blocs de donnéestopographiques

Sous-blocsde données

Mesures

ArcCatalog ArcToolbox ArcMap

Ext

ensi

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Info

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co

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n

Geosystems et effectuer des enregistrements en ligne, dessiner et

définir vos propres modèles de reproduction à l'aide d'attributs, de

symboles, de lignes et d'informations thématiques, ou les choisir

à partir de la bibliothèque standard étendue… puis les sauvegar-

der au format ESRI ou les exporter dans d'autres formats courants,

tels que DXF, Microstation

et IDEX. LEICA FieldLink,

le sur-mesure de la topo-

graphie SIG.

Vous avez besoin de données à référence géographique, mais ne

savez pas comment les acquérir et les éditer ? Pourquoi vous adap-

ter à un logiciel X, si vous disposez maintenant d'un système qui

s'adapte à vous : Leica FieldLink ! Avec ce logiciel vous pourrez

traiter les données conformément à vos habitudes de travail et à

vos projets. Copiez les données Formfile ESRI dans FieldLink et

elles s'organisent immédiatement dans les formats de tableaux, de

graphiques et de listes codes correspondants. Vous pouvez relever

vos données avec tous les équipements topographiques de Leica

30 40 50 Le sur-mesure dans l’acquisition et la gestion de données SIG

M A D E T O M E A S U R ELeica Geosystems AG, CH-9435 Heerbrugg (Suisse), Tél. +41 71 727 3182, Fax +41 71 727 4124www.leica-geosystems.com