Rando et GPS

Vous aimez randonner. Mais pas vous perdre. Une carte IGN au 1/25 000ème et une boussole vous suffiront dans la plupart des cas. Encore que ces deux objets soient souvent sous-utilisés ou mal utilisés, ils sont rustiques et peuvent être sortis à tout moment du sac à dos. Ils sont les compagnons fidèles du randonneur.
Cependant aujourd'hui, les technologies permettent d'aller plus loin et offrent des services que ne permettent pas la seule lecture d'une carte. Alors, si Internet, GPS ou smartphone ne résonnent pas comme des gros mots dans vos oreilles, vous gagnerez peut-être à lire la suite.

Faire de la randonnée est une activité où le partage d'information avec d'autres amateurs est source de plaisir et d'enrichissement. Un circuit de randonnée peut être proposé et commenté par un habitué. Le document de base est un tracé que l'on peut voir comme un trait de crayon dessiné sur une carte. Mais il n'est pas facile de faire circuler une carte à des amis un peu éloignés. C'est là que l'informatique va nous aider.

Le matériel utilisé

Un ordinateur : nous verrons quels logiciels gratuits sont recommandés.
Un smartphone Android . Pensez à ces 3 conditions :
- La puce GPS : la quasi totalité des smartphones intègrent une puce GPS. C'est à vérifier si vous en possédez un ou si vous envisagez de l'acheter. On trouve des smartphones de ce type à partir de 70 euros.
- Une carte SD externe ; les fonds cartographiques sont très gourmands en mémoire. Choisissez un smartphone avec une extension de mémoire externe d'au moins 32 Go. Une carte SD de 32 Go coûte environ 15 euros.
- Une batterie de secours : si vous prévoyez une longue randonnée, la batterie interne du smartphone peut ne pas suffire, alors ayez sous la main une batterie d'appoint ( à partir de 20 euros ).

Et le forfait téléphonique ?
Dans ce qui suit, nous utiliserons le smartphone off-line, c'est-à-dire sans connexion téléphonique. Vous pouvez donc régler votre téléphone pour interdire les communications data, si votre forfait ne le supporte pas.
A la limite, ayez un téléphone sans carte SIM, réservé uniquement à l'usage rando.

Moi, j'ai un i-phone ?
Désolé. Pour 3 raisons, nous avons choisi un smartphone Android (prix, connectivité USB, application GPS).

Les logiciels utilisés

Tous les logiciels et applications installés sur le PC sont gratuits (logiciels libres ou gratuits).
Google Earth Pro (installer)
Google Maps (navigateur)
Géoportail (site de l'IGN)
InfoTerre (site du BRGM)
Un planificateur de parcours : Openrunner ou Visorando ou OpenTraveller ou ... (Il existe des dizaines d'outils de ce genre sur le web). Privilégiez celui qui propose le maximum de cartes de fond.
MOBAC (Mobile Atlas Creator) : installer.

Les applications sur le smartphone sont également gratuites.
Oruxmaps (site, application)
Maps (Google)
Earth (Google)
Boussole

Prérequis

Savoir utiliser une carte topographique (IGN par exemple) est indispensable pour partir en randonnée en toute sécurité. On trouvera sur le web des dizaines de tutoriels pour une initiation. Cette étape est considérée ici comme acquise. Sinon, voici quelques liens :
Toutapprendre
Lire une carte (IGN)
Cours de topographie
Les notions d'échelle, de courbe de niveau, de pente, de toponymie, de symbôles cartographiques doivent être connues.
La représentation de la terre, une sphère ou plus précisément un ellipsoïde, sur une carte plane nécessite un certain nombre de techniques que l'on résume sous le terme de projection cartographique. La surface réelle de la terre est très complexe. Une première approximation est d'imaginer une surface mathématique (c'est-à-dire définie par une équation). La surface généralement adoptée aujourd'hui est l'ellipsoïde WGS84 (World Geodesic System créé en 1984).
La projection de l'ellipsoïde sur une surface développable peut se faire de 3 manières :

• projection cylindrique (par exemple la projection Mercator),
• projection conique (par exemple, la projection Lambert des cartes françaises),
• projection azimutale (par exemple, la projection stéréographique utilisée en géologie).

Pour définir un point, on utilise 3 coordonnées.
La latitude est une valeur angulaire s'étendant de 0° à l'équateur à 90° aux pôles.
La longitude est une valeur angulaire, sur 360° par rapport à un méridien de référence (méridien de Greenwich), avec une étendue de -180° à +180°, ou respectivement de 180° ouest à 180° est.
L'altitude est une grandeur qui exprime un écart entre le point et un niveau de référence. Par convention, sur Terre ce niveau est le plus souvent le niveau de la mer (ou « niveau zéro »). On utilise aussi le terme d'élévation.
La latitude et la longitude sont données historiquement en degrés, minutes et secondes (DMS). C'est la notation sexagésimale. Dans un degré, il y a 60 minutes et dans une minute, il y a 60 secondes. Mais on peut les exprimer également en :
DM Degré:Minute (49° 30,0′ - 123° 30,0′)
DD Degré décimal (49,5000° - 123,5000°), généralement avec 4 décimales.

Exercice  : Les coordonnées géographiques

1a) A l'aide successivement de Google Maps, de Google Earth et de Géoportail, vous exprimerez la latitude, la longitude et l'altitude du parking des Lones à Carcès (Var).
Vous donnerez ces valeurs en :
DMS
DM
DD.

1b) Que représente le point de coordonnées 6°04'40''E 43°32'13''N ?

Faites attention, en France on utilise la virgule décimale alors que chez les Anglo-saxons c'est le point décimal.

Les fonds de données géographiques

Pour se situer sur le terrain en randonnée, il faut disposer d'un support où sont représentés les éléments du paysage. Il peut s'agir :

• de cartes scannées, comme celles de l'IGN aux différentes échelles;
• de photos aériennes (orthophotoplans de l'IGN par exemple);
• d'images satellites;
• de cartes fournies par les WMS (Web Map Services).

Toutes ces données sont géoréférencées, c'est-à-dire qu'à chaque pixel correspondent des coordonnées géographiques (latitude, longitude, altitude).
Ces fonds peuvent être introduits (chargés) dans les GPS de randonnée ou dans les smartphones comportant un système GPS (récepteur et logiciel).
La disponibilité de ces fonds est conditionnée à deux notions :

• la gratuité ou l'achat,
• l'on-line ou le off-line.

Les grandes entreprises de cartographie (IGN français par exemple) ou de GPS (Garmin, Magellan) réalisent des cartes numériques dont l'usage personnel est lié à l'achat d'une licence. Mais aujourd'hui se développent de grands projets collaboratifs (logiciels libres, wikipedia..) et dans le domaine de la cartographie il existe un projet dit "OpenStreetMap" (OSM). Son but est de créer une carte libre du monde. La qualité de ce produit est remarquable et concurrence l'offre payante.

La seconde limitation est la faculté de téléchargement des fichiers de données cartographiques. Dans le cas le plus ouvert, ces fichiers peuvent être téléchargés librement sur des serveurs et sauvegardés sur disque dur et éventuellement être transférés dans la mémoire flash du smartphone. Le logiciel GPS du smartphone peut alors exploiter le fond cartographique de manière autonome, sans liaison internet. C'est le mode off-line.
Dans le mode on-line, les fonds cartographiques sont transmis en temps réel dans une mémoire tampon de l'ordinateur ou du smartphone. Ils sont temporaires et n'apparaissent pas sous forme de fichiers. On peut comparer ce procédé au streaming dans les domaines musical et cinématographique. Cette utilisation nécessite d'être relié à internet. Pour les smartphones, il faut disposer d'un forfait téléphonique incluant les données (data). En randonnée sur le terrain, les "zones blanches" téléphoniques sont nombreuses et elles interdisent ce mode de transmission.
Certains services, comme l'IGN au travers du Géoportail, ne facturent pas le transfert de données on-line.
Bien entendu, le mode off-line est préférable. Mais il nécessite de connaître à l'avance le secteur géographique où l'on va randonner et de télécharger les fichiers relatifs à ce secteur.

Importation de fichiers cartographiques off-line

Une carte numérisée est une grille de pixels. Pour se situer sur le terrain, on utilise souvent plusieurs cartes. D'abord une carte à petite échelle (1/200 000 ème par exemple) pour dégrossir l'endroit de randonnée, puis une carte à grande échelle (1/25 000 ème IGN par exemple) pour saisir tous les détails du circuit pédestre. Sur un écran d'ordinateur ou de smartphone, on effectue un zoom à la souris ou avec deux doigts. Chaque multiplication par 2 de l'échelle se traduit par une multiplication par 4 (le carré de 2) du nombre de pixels. Ce passage d'une carte à une certaine échelle à une autre carte d'échelle supérieure se fait de manière insensible sur un smartphone ou GPS. Cependant, il nécessite de multiples fichiers cartographiques et une quantité importante de mémoire flash.
Donc, on essayera de bien circonscrire à l'avance le secteur de randonnée pour ne pas encombrer la mémoire de données inutiles.

Avec Mobac

Le logiciel MOBAC (PC) se charge de l'importation des données cartographiques sur le serveur WMS en restreignant la surface rectangulaire aux latitudes et longitudes extrêmes.
Un certain nombre de serveurs sont intégrés d'office dans MOBAC, mais on peut ajouter d'autres serveurs si on le souhaite. Cette opération s'effectue en ajoutant un fichier .XML ou .BSH dans le dossier "map sources" de MOBAC. On peut trouver ces fichiers sur le web.
MOBAC réalise un"atlas" composé de dalles élémentaires. Par exemple, vous pourrez vous constituer des atlas pour chaque département ou région française.
Puisque ces atlas seront utilisés par l'application OruxMaps sur le smartphone, il convient de les réaliser au format OruxMaps. S'ils sont destinés à un autre type de GPS, vous choisirez le format ad-hoc.
Les atlas réalisés sur le PC doivent évidemment être transférés dans la mémoire du smartphone dans le dossier "map files" de l'application OruxMaps.
A ce stade, vous pouvez partir sur le terrain en disposant de la cartographie sur votre smartphone.

Avec OruxMaps

Vous sélectionnez une nouvelle carte on-line. Recherchez ensuite la zone intéressante pour votre rando. Sélectionnez Carte > Créateur de carte. Pointez les deux points extrêmes. Sélectionnez les couches de zoom. Donnez un nom à votre carte. Appuyez sur téléchargement.
Attention au dossier de destination, évitez le stockage sur la carte externe.

Autre solution directe : importer les cartes de la région PACA (Toulon, comprenant Carcès) au format Orux. Aller sur :
 http://4umaps.eu/toulon-maritime-alps-provence-c%C3%B4te-azur/download-hiking-mtb-map.aspx?id=25
Dézipper l'archive et mettre les fichiers dézippés dans le dossier OruxMaps intitulé "mapfiles".

Avec Openandromaps

Ouvrir www.openandromaps.org dans le navigateur Android
Aller vers l'onglet Téléchargements
Cliquer sur le symbôle “+” à gauche du nom de la carte que vous voulez télécharger
La vue mapinfo est agrandie et le bouton “Install on Oruxmaps” apparaît > cliquer dessus.
La carte et les thèmes sont téléchargés et installés.
Choisir la carte
Choisir le thème (c'est essentiel– si vous ne savez pas choisissez andromaps_hc).

Sur le terrain avec OruxMaps

Un tutoriel très bien fait (PDF) de l'application OruxMaps détaille toutes les opérations. Il suffit de le télécharger. Il est donc inutile de le réécrire ici. On s'exercera successivement :

1. à démarrer le récepteur GPS depuis les paramètres généraux, puis dans OruxMaps ("Démarrer GPS"). Une flèche apparaît au centre de l'écran et la carte se cale sur cette position.
2. à démarrer l'enregistrement d'un nouveau tracé ("Démarrer Rec."). Au fur et à mesure de la progression une ligne se dessine en superposition à la carte.
3. à arrêter l'enregistrement ("Arrêter Rec;").
4. à gérer ses tracés ("Manage Tracks/Routes"). La sauvegarde se fera préférentiellement en KML ou en KMZ si des photos ont été ajoutées aux waypoints.
5. à télécharger des tracés existants ("Load KML/GPX file") pour les suivre sur le terrain.

Préparer une future randonnée

 Une grande partie du plaisir de la randonnée réside dans la préparation. Selon son tempérament plus ou moins aventurier, on choisira soit d'emprunter un itinéraire déjà bien rodé, soit d'en construire un ex-nihilo. Avec toutes les options intermédiaires.

Les circuits clé-en-main

Les sentiers de grande randonnée (GR) ont été créés en 1947. C'est l'exemple même de l'assurance d'une belle randonnée forgée par des générations de randonneurs. La récupération d'un tracé de randonnée consiste à télécharger un fichier et de l'injecter ensuite dans son GPS de randonnée ou dans son smartphone. Les formats de fichiers sont nombreux, mais deux formats prédominent. Il s'agit des fichiers GPX (Garmin) et KML (Google).
De nombreux sites web proposent un catalogue de tracés de randonnée. On prendra comme exemple le site Visorando. On choisit son département français, sa durée de randonnée, sa difficulté, son mode de locomotion. Un lien est renvoyé par e-mail. Ce lien ouvre une page où le circuit est affiché sur une carte topo IGN (ou autre au choix). Il est également possible d'exporter le circuit au format GPX.
Ce fichier sera transféré dans le dossier "tracklogs" d'OruxMaps.

Les circuits faits-main

Là encore de nombreuses applications ou sites web permettent de dessiner, point par point, un circuit de randonnée. Cette fois, nous choisirons Openrunner. La plupart des sites demandent de s'inscrire (gratuit) pour bénéficier de toutes les fonctionnalités. Les fonds de carte sont divers : IGN, Google Maps, satellite .. Une fois le circuit tracé, il est possible de l'enregistrer au format GPX ou KML.
Tous les circuits réalisés sont sauvegardés sur le site et peuvent être retrouvés à tout moment.