La pente est une mesure du changement d’élévation. C’est un paramètre crucial dans plusieurs modèles prédictifs bien connus utilisés pour la gestion de l’environnement, notamment l’équation universelle de perte de sol et les modèles de pollution agricole diffuse.
Une façon d’exprimer la pente est en pourcentage. Pour calculer la pente en pourcentage, divisez la différence entre les élévations de deux points par la distance qui les sépare, puis multipliez le quotient par 100. La différence d’élévation entre les points s’appelle l’élévation. La distance entre les points est appelée la course. Ainsi, la pente en pourcentage est égale à (élévation / parcours) x 100.
Une autre façon d’exprimer la pente est sous forme d’angle de pente, ou degré de pente. Comme indiqué ci-dessous, si vous visualisez la montée et la descente comme les côtés d’un triangle rectangle, alors le degré de pente est l’angle opposé à la montée. Comme le degré de pente est égal à la tangente de la fraction rise/run, il peut être calculé comme l’arctangente de rise/run.
Vous pouvez calculer la pente sur une carte de contour en analysant l’espacement des contours. Cependant, si vous avez de nombreuses valeurs de pente à calculer, vous voudrez automatiser le processus. Il s’avère que les calculs de pente sont beaucoup plus faciles à calculer pour les données d’élévation maillées que pour les données vectorielles, car les élévations sont plus ou moins espacées de manière égale dans les grilles matricielles.
Plusieurs algorithmes ont été développés pour calculer le pourcentage de pente et le degré de pente. Le plus simple et le plus courant est appelé la méthode du voisinage. La méthode de voisinage calcule la pente à un point de grille en comparant les élévations des huit points de grille qui l’entourent.
L’algorithme de voisinage estime la pente en pourcentage à la cellule de grille 5 (Z5) comme la somme des valeurs absolues de la pente est-ouest et de la pente nord-sud, et en multipliant la somme par 100. La figure 7.10.4 illustre le mode de calcul de la pente est-ouest et de la pente nord-sud. Essentiellement, la pente est-ouest est estimée comme étant la différence entre les sommes des élévations des première et troisième colonnes de la matrice 3 x 3. De même, la pente nord-sud est la différence entre les sommes des élévations de la première et de la troisième ligne (notez que dans chaque cas, la valeur centrale est pondérée par un facteur de deux).
L’illustration montre comment la pente du terrain à une cellule de grille d’élévation donnée peut être calculée à partir des élévations des huit cellules de grille qui l’entourent. D’abord, la pente nord-sud est calculée à partir des colonnes de la grille. Ensuite, la pente est-ouest est calculée à partir des lignes de la grille. La racine carrée de la somme de la pente nord-sud et de la pente est-ouest, multipliée par 100, est égale au pourcentage de la pente de la maille initiale. Le terme technique sophistiqué pour cette procédure est « algorithme de voisinage ».
L’algorithme de voisinage calcule la pente pour chaque cellule d’une grille d’élévation en analysant chaque voisinage 3 x 3. Le pourcentage de pente peut être converti en degré de pente ultérieurement. Le résultat est une grille de valeurs de pente convenant à l’utilisation de divers modèles de perte de sol et de modèles hydrologiques.