Un datum vertical est la surface de référence à partir de laquelle on mesure les hauteurs et les profondeurs. Il répond à la question « altitude par rapport à quoi ? » — le niveau moyen de la mer, un modèle de géoïde, ou l'ellipsoïde lui-même.
Deux familles de datum vertical
Les datums verticaux se répartissent en deux grandes catégories. Les hauteurs orthométriques sont mesurées à partir du géoïde (une surface équipotentielle qui approxime le niveau moyen de la mer), ce que la plupart des gens entendent par « hauteur au-dessus du niveau de la mer ». Les hauteurs ellipsoïdales sont mesurées à partir de l'ellipsoïde de référence et correspondent à ce que produisent les récepteurs GNSS/GPS bruts. L'écart entre les deux en un point donné est la hauteur du géoïde (ondulation du géoïde), qui peut dépasser ±30 m et varie selon les régions.
Pourquoi c'est important
L'analyse de terrain, la modélisation des inondations et l'ingénierie dépendent toutes de références verticales cohérentes. Un MNT livré en hauteurs ellipsoïdales et un levé en hauteurs orthométriques peuvent diverger de plusieurs dizaines de mètres au même point, corrompant silencieusement les volumes de déblai/remblai, les emprises d'inondation ou les modèles de drainage. Vérifiez toujours le datum vertical et les unités avant de combiner des jeux de données d'élévation.
Un exemple concret
Aux États-Unis, le NAVD88 (orthométrique) est depuis longtemps le datum vertical standard, tandis que le GPS rapporte des hauteurs ellipsoïdales en NAD83/WGS84. La conversion entre les deux nécessite un modèle de géoïde tel que GEOID18. Pour passer d'une hauteur ellipsoïdale GPS à une hauteur orthométrique de type NAVD88 : H (orthométrique) ≈ h (ellipsoïdale) − N (ondulation du géoïde). Les codes EPSG identifient aussi les datums verticaux — par exemple EPSG:5703 pour la hauteur NAVD88.
Piège courant
Un datum horizontal et un datum vertical sont indépendants. Un jeu de données peut être référencé horizontalement en WGS84 tout en étant référencé verticalement à un datum marégraphique ou orthométrique local. Supposer que la référence verticale correspond à la référence horizontale — ou que tous les MNT sont « au-dessus du niveau de la mer » — conduit à des erreurs d'élévation systématiques.