Les sciences géographiques permettent d’acquérir la connaissance du terrain, avec notamment deux disciplines complémentaires : la cartographie et la topographie.
Ces deux savoir-faire ont été développées au cours des siècles, depuis l’époque de Louis XIV, par les géographes militaires, dont beaucoup sont issus de l’artillerie. Donc les applications directes à l’artillerie sont très importantes pour situer, les unes par rapport aux autres, les pièces et les objectifs.
Les instruments utilisés sont semblabes à ceux utilisés par les géomètres pour mesurer sur le terrain les distances et les angles. Les formules mathématiques sont très simples puisque par exemple : en géomètrie elles se limitent à celles du calcul des angles et des côtés du triangle ;. en trigonomètrie à la conversion de coordonnées polaires (distance, angle, site) en coordonnées rectangulaires (x,y,z) et inversement. Pour limiter les erreurs dans les calculs, lorsque tout se faisait à la main, les artilleurs disposaient de tables de logarithmes qui permettaient de transformer multiplication et les divisions en simples additions et soustractions.
◦ La cartographie est l’art de réaliser sur une surface plane, à une échelle réduite, une représentation graphique de l’écorce terrestre dans toute sa diversité (relief, hydrographie, nature des sols, réseau routier, occupation humaine etc.). On utilise des sigles conventionnels pour la planimétrie et des courbes de niveau ou hachures pour le nivellement.. Le tout est en cohérence avec des points de références (points géodésiques) afin d’assurer des mesures conformes en angle et en distance. Ces cartes peuvent être orientées (Nord magnétique ou géographique). Pour les besoins militaires elles peuvent être équipées d’un carroyage afin de pouvoir relever les coordonnées sommaires de points particuliers. Pour obtenir plus de précision sur une carte, il faut prendre des cartes à petite échelle, mais en ce cas il peut d’avérer difficile d’avoir sur la même carte la position de la pièce d’artillerie et ses objectifs.
◦ La topographie vient compléter les possibilités offertes par la carte. Elle sert à déterminer avec précision les emplacements des pièces et des objectifs, à partir d’un canevas de points parfaitement connus. Aux points géodésiques (déjà cités) s’ajoutent des réseaux préparés dès le temps de paix (sur le sol national) ou des réseaux d’opportunité par des équipes de la Géographie Militaire projetées avec les forces. Certains de ces points, stationnables, servent à recaler les navigateurs installés sur les systèmes d’armes. Plus généralement, ils servent à déterminer les points de pièce et les points d’observation (à partir desquels on déterminera les objectifs). On chemine à partir des points de référence vers les points à déterminer à l’aide d’appareils identiques à ceux des géomètres, en relevant des distances et des angles. Grâce à la mise en application de la géométrie et de la trigonométrie, ces mesures sont transformées en coordonnées dans un même référentiel. Au niveau des pièces, pour chaque objectif repéré, il est alors possible avec les mêmes outils mathématiques de donner sa direction, sa distance et son site. ◦