Extraction bi-modale de réseau hydrographique en forêt tropicale humide. Réalisation de la BD Carthage en Guyane

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2 Extraction bi-modale de réseau hydrographique en forêt tropicale humide Réalisation de la BD Carthage en Guyane

3 Introduction Description du projet : Le groupement d entreprises SIRS - NEV@NTROPIC - H2E a décroché l Appel d Offre de la réalisation du premier référentiel hydrographique de la Guyane. Cet appel d offre a été proposé par l ONEMA et la DIREN Guyane. La méthodologie originale a été proposée par le CEMAGREF et la DIREN Guyane et a ensuite été adaptée par le prestataire. Il s agit de la création de la base de données cartographiques des cours d eau guyanais au standard national. Technologie : ArcGIS 9.3 ArcHydro Tools 1.3

4 Contexte guyanais Territoire : Superficie : km² soit approximativement la superficie du Portugal, Couverture : 96 % de forêt tropicale humide, Accessibilité : difficulté d accès sur l ensemble de ce «désert vert», Topographie : relief relativement plat sur les terres basses de la frange littorale, terres hautes (ou pénéplaine) constituées de 4 types de reliefs ne dépassant pas les 830 m d altitude : la chaîne Septentrionale, le Massif Central, la chaîne montagneuse, la pénéplaine Méridionale. Dynamiques anthropiques et naturelles fortes et rapides : Habitat spontané, Agriculture itinérante, Déforestation, Activités minières, Une des plus importante dynamique côtière

5 Contexte guyanais Guyane française

6 Contexte guyanais Forêt tropicale humide sur 96 % du territoire ; BD Ortho de l IGN de 2005 au 1/ e (fournie dans le cadre du projet).

7 Contexte guyanais Réseau hydrographique : Réseau hydrographique riche du fait de la position de la Guyane dans la zone climatique équatoriale humide : km² de cours d eau pour km² (BV Seine-Normandie : km² pour km²), densité moyenne supérieure à 1 km de cours d eau pour 1 km², 6 BV de grande et moyenne importance : ex : km² pour le BV Maroni ( km² pour le BV de la Garonne), Cours d eau sont aussi : les voies de communication traditionnelles et sont toujours très pratiquées, une source de nourriture et un enjeu sanitaire pour les populations amérindiennes et noirmarrons. 2 fleuves sont frontaliers : l Oyapock avec le Brésil, le Maroni avec le Suriname. Les 3/4 du réseau se trouvent sous couvert forestier.

8 Contexte guyanais Fleuve Maroni : voies de communication pour les populations amérindiennes et noir-marrons. Crique Macouria : exemple de cours d eau partiellement couvert par la végétation.

9 Contexte guyanais Cartographie : Peu de connaissances du territoire (difficulté d accès), Cartographie terrain très complexe : En pleine forêt tropicale humide, Difficulté de prise de points d appui, Bornage de la frontière sud : finalisé en1962. Référentiel ancien : Dernière laisse de mer du SHOM : 1954, Dernière BD Ortho : 2001 et Cartographie littorale principalement : facile d accès, principaux foyers de population. Périodicité de mise à jour parfois longue, Coûts importants.

10 Contexte guyanais Télédetection : Outil potentiellement très adapté au territoire : territoire étendu et difficile d accès, Nébulosité très importante surtout lors des 6 mois de la saison des pluies : couverture nuageuse > à 75% sur les images des capteurs optiques SPOT (Bulletin SFPT N 161, ), Pas de MNT de qualité du fait de la canopée, Implantation d une station de réception directe d images optiques et radars à Cayenne en 2007 (programme SEAS-Guyane).

11 Contexte guyanais Extraction automatique test sur zone enclavée. Problématique : -ennuagement, -réseau invisible, -dynamique anthropique contraignant le réseau, -corrélation du MNS avec le relief visible sur scènes SPOT 5.

12 Méthodologie Limitation liée au territoire : Traditionnellement réalisée par PIAO mais ici ¾ du réseau est non-visible, sous-couvert forestier, Solution : extraction automatique pour le réseau non-visible à partir d un MNT mais absence de MNT donc utilisation d un MNS (hauteur de canopée décorrélée avec le relief), Néanmoins : relief bien approximé par le MNS, Là où l extraction automatique serait la moins efficace (ex : absence de relief) correspond aux zones des référentiels de PIAO les plus fins.

13 Méthodologie MNS à 30m sur l emprise du projet (bassins versants frontaliers inclus).

14 Méthodologie PIAO : En métropole, BD Carthage : PIAO réalisée sur la BD Ortho de l IGN, Couverture de la BD Ortho Guyane : bande littorale et fleuves frontières (environ 20 % du territoire) -> nécessité d utiliser d autres produits.

15 Méthodologie Couverture des produits IGN disponibles sur la Guyane. Cartographie fournie et réalisée par la DIREN dans le cadre du projet.

16 Méthodologie PIAO : Différents supports de PIAO par ordre de priorité : BD Ortho, scènes SPOT 5 (scènes ennuagées et mosaïquées par IGN Espace) sur le reste du territoire guyanais, Mosaïques Landsat sur les BV des pays limitrophes. Difficulté d assemblage d un jeu de données satellites complet et cohérent d un point de vue temporel à cause de la forte nébulosité : environ 200 scènes pour couvrir les 45 K/J de la Guyane sur 2 ans ( ) pour la réalisation de la mosaïque en 2,5 m couleur dénuagée d IGN Espace. Echelles de PIAO différentes en fonction du référentiel.

17 Méthodologie Extraction automatique : Méthode classique : Pré-traitement du MNS : Interpolation des pixels du MNS ne comportant pas de données, Remplissage des puits, Vérification des barrières d écoulement Calcul des directions d écoulement, Accumulation d écoulement, Seuillage sur la base d une Surface de Drainage Critique (SDC).

18 Méthodologie Extraction automatique : Lors d incohérences constatées et non-corrigeables, définition d un attribut informatif : pistes, routes, aérodrome, Zones anthropisées Moyen d assemblage cohérent entre les réseaux extraits et issus de la PIAO : Difficulté : relief peu marqué aux abords des fleuves -> connexion théorique peu cohérent avec la réalité, km de linéaire -> travail manuel lourd et pas forcément efficace pour le corriger, Utilisation de la méthode du «stream burning» : le réseau PIAO est incrusté dans le MNS afin de contraindre les écoulements théoriques vers ce réseau.

19 Contexte guyanais Exemple d une extraction du réseau découlement sur des cours d eau visibles et non-visibles par PIAO.

20 Contexte guyanais Exemple d une extraction du réseau découlement après «stream burning» et des bassins versants associés.

21 Autres spécificités de l hydrographie en Guyane Hydrographies de texture et leurs définitions : utilisation de cartographies thématiques exogènes. Dynamique côtière et influence des eaux marines : définition d un trait de côte. Problèmes toponymiques : intégration des toponymes dans différentes langues. Présence de sauts (rapides) : localisation, appellation et altitude à renseigner. Anastomoses très complexes : réflexion sur leur codification.

22 Conclusion BD Carthage Guyane en cours de réalisation : fin du projet janvier Capacité des prestataires à construire un réseau hydrographique cohérent, proche de la réalité et utilisable par tous sur la Guyane. Validation par les instances décisionnelles en fin de projet (MEDDAT, IGN).

23 Crique Couy. Merci de votre attention