Potentiel des MNT haute résolution acquis par cerf-volant pour la caractérisation de l'érosion ravinaire

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1 Colloque Photogrammétrie Numérique et Perception 3D : les nouvelles conquêtes. ENSG, mars 2016 Potentiel des MNT haute résolution acquis par cerf-volant pour la caractérisation de l'érosion ravinaire Mohamed Rached Boussema et Mohamed Amine El Maaoui Université de Tunis El Manar, ENIT, LTSIRS, Tunis, Tunisie Denis Feurer et Olivier Planchon IRD, UMR LISAH INRA-IRD-SupAgro, Montpellier, France

2 Sommaire 1. Ravinement et Techniques de mesure 2. Approche «tout-terrain» 3. Approche «tout-image» 4. Caractérisation à haute résolution des ravins

3 Ravinement et Techniques de mesure L érosion des sols est un phénomène complexe, très répandu en Tunisie. Des recherches sont effectuées pour estimer les quantités de perte en sol subies dans les bassins versants dans différentes régions du pays. La plupart de ces recherches sont basées sur la modélisation de l érosion des sols à l aide de modèles du type USLE ou SWAT. Ces modèles requièrent comme données d entrée, une information sur la topographie des sols qui soit détaillée, spatialisée et à haute résolution, et dans beaucoup de cas en 3D sous la forme d un MNT.

4 Approche «tout-terrain» L estimation des pertes en sol a été effectuée en se basant d abord sur les caractéristiques planimétriques des ravins pouvant être déterminées à partir des photos aériennes d archive scannées (El Maaoui et al., 2012). Un MNT a été produit par numérisation des courbes de niveau sur des cartes topographiques ayant servi essentiellement à l'orthorectification des photos aériennes. Les résultats obtenus ne permettaient pas de restituer la topographie à l échelle de la ravine.

5 207 ha en 37 ans

6 5m 5m 5m 5m Levés topographiques (El Maaoui et al., 2012) Gentle slope 5m x i h (i- 1) a i h i S i 5m Steep slope a (i- 1) S (i- 1) Profil en long d un ravin

7 Approche «tout-image» Des expériences récentes ont permis de produire des orthophotos et des MNT de résolution décimétrique voire centimétrique grâce à l acquisition d images numériques par cerf-volant (Feurer et al., 2015). Appliquée dans le bassin versant Arrwiguet (Cap Bon, Tunisie) caractérisé par : La formation lithologique Fortuna Contient 6 ravins L élévation varie entre 34 m et 107 m. Superficie couverte : plus de 35 ha

8 Exemple des images acquises par cerfvolant sur le site de Fortuna (Panel de 20 images) Géométrie de la prise de vue : Résultat de l aérotriangulation d un bloc d images

9 L orthophoto et le MNT produits à partir des images cerf-volant MNS à 6.2 cm & Orthophoto à 3.1 cm (Réalisation dans la journée) Ayant nécessité l utilisation de 612 images acquises par cerf-volant. Traitement photogrammétrique : suite logicielle open-source MICMAC. Les erreurs propres commises à chaque étape ont été quantifiées. L erreur de restitution altimétrique est estimée par différence entre la valeur de l altitude restituée par photogrammétrie et la mesure effectuée par GPS différentiel RTK. L erreur médiane observée est de 4 cm et l écart-type de l erreur de 7.7 cm.

10 Validation de la méthode Volumes des six ravins de la formation Fortuna obtenus par les 2 méthodes (levés topographiques et MNT par photogrammétrie). Ravin n Volume du Ravin (m 3 ) Décalage (m 3 ) Photogrammétrie (2014) Topographie (2012) , , , , , , ,90 465, , , , , ,61 556,40 +4, ,47 937, ,43

11 Différence entre l altitude estimée par photogrammétrie et celle du terrain déterminée par station totale Profils en travers à partir des données de la topographie terrain et les données de la photogrammétrie S3 S4 S1 S2 R1-R2/S1 R1-R2/S2 R1-R2/S3 R1-R2/S4 Ravins 1, 2 et 3

12 S5 S4 S3 S2 S1 R4/S1 En rouge la tête du ravin 4 R4/S2 R4/S3 R4/S4 R4/S5 Ravins 4 et 5

13 S5 S4 S3 S2 S1 Ravin N 6 Ravin 6 R6/S3

14 Conclusion Avec des images aériennes à très haute résolution, possibilité de : obtenir une couverture centimétrique des zones cibles et une estimation du relief avec une précision altimétrique centimétrique. obtenir des représentations numériques des topographies précises pour repérer d étroites ravines, suivre leur évolution, ou établir des bilans d érosion sur bassin versant. détecter des variations très petites de dimensions de ravins pouvant survenir sur des courtes périodes (1 à 10 ans) ou après un évènement pluvieux important. Ces nouvelles données ouvrent de nouvelles possibilités à l étude de petits bassins versants, notamment l évolution de la géomorphologie et du volumes des ravins ainsi que la quantification de l érosion par ravinement sur le court et moyen termes. Par contre, de nombreuses questions surgissent en relation avec : la qualité et la précision des MNT obtenus l influence aussi bien des modes d acquisition des images que de leur traitement les contraintes tant réglementaires que météorologiques.

15 Merci!

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