Télédétection et Morphologie fluviale (Durance)

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Isabelle Gignac
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1 Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale Unité mixte de recherche Cemagref - CIRAD - ENGREF Télédétection et Morphologie fluviale (Durance) J.S. Bailly, C. Puech, D. Feurer, S. Reyes-Castillo (UMR TETIS Montpellier) Y. Le-Coarer (Cemagref Aix, Unité Hydro-Ecologie) A. Paquier (Cemagref Lyon, Hydraulique)

Contexte Rivières aménagées et «contrôlées», rivières en tresses : Suivi écologique : Caractéristiques morpho-hydrauliques prépondérantes sur les habitats aquatiques: profondeur, vitesse Morphologie

2 Contexte Rivières aménagées et «contrôlées», rivières en tresses : Suivi écologique : Caractéristiques morpho-hydrauliques prépondérantes sur les habitats aquatiques: profondeur, vitesse Morphologie fluviale et transport solide : compréhension, modélisation et prévision Besoin de mesures morphologiques spatialisées diachroniques : géométrie 3D Moyens actuels de terrain limités en extension spatiale Méthodes de description spatialisée de la morphologie et l hydraulicité? 04 juillet 2007, Strasbourg ORFEO-GT 5- Hydrologie 2

3 Objectifs Caractérisation «morpho-hydraulique» des rivières par télédétection : Études comparatives : LiDAR Hydrographique Approche stéréoscopique pour l altimétrie du fonds de l eau (données ULM) Approche monoscopique optique : Mosaiques RVB aériennes (Chaponnière 2003, Bourges 2006) Images satellites THRS multispectrales : ORFEO? 04 juillet 2007, Strasbourg ORFEO-GT 5- Hydrologie 3

4 Site d étude 45 km de Durance moyenne Débit contrôlé : 7 m3/s, EDF Affluents «chargés» (Bléone, Asse) 04 juillet 2007, Strasbourg ORFEO-GT 5- Hydrologie 4

5 Données Relevé terrain de la délimitation d unités morpho-hydrauliques, 2005 Sur secteur de 1 km, 3000 points de bathymétrie, vitesse, 2006 Image Quickbird multispectral PIR,R,V,B à 2.4 m, juillet 2007, Strasbourg ORFEO-GT 5- Hydrologie 5

100 150 200 250 Taille du pixel -Bourges, 2006 : Mosaique Optique «ULM» et

6 Travaux antérieurs -Chaponnière, 2003 : Optique «drone» et bathymétrie R² 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 R²_radier_t30 R²_mouille_t30 0,2 0, Taille du pixel -Bourges, 2006 : Mosaique Optique «ULM» et Unités morpho-hydrauliques 04 juillet 2007, Strasbourg ORFEO-GT 5- Hydrologie 6

7 Méthodologie -Niveau 1 : lit mouillé / lit sec (objet) -Niveau 2 : unités morpho-hydrauliques (objet) -Niveau 3 : profondeur (vitesse) localisée (x,y) (pixel) 04 juillet 2007, Strasbourg ORFEO-GT 5- Hydrologie 7

8 Traitement niveau 1 (objet) Délimitation du lit mouillé Méthode semi-automatique : Segmentation puis classification supervisée des segments basée sur PIR 04 juillet 2007, Strasbourg ORFEO-GT 5- Hydrologie 8

9 Traitement niveau 2 (objet) Segmentation du lit mouillé en unités morpho-hydrauliques Segmentation puis classification supervisée des segments lit mouillé utilisant les radiométries PIR+R+V+B (pas de texture) 04 juillet 2007, Strasbourg ORFEO-GT 5- Hydrologie 9

10 Traitement niveau 2 Segmentation du lit mouillé en unités morpho-hydrauliques Validation plat radier mouille NR plat radier mouille «Vérité terrain» 2005 en ligne On classe sur une information de profondeur mais pas de vitesse (résolution) Turbidités non uniformes 04 juillet 2007, Strasbourg ORFEO-GT 5- Hydrologie 10

11 Traitement niveau 3 (pixel) R=f(exp(bathy), albedo, K, ) Vérité Résultat modèle régression Résultats encourageants : Régression Log(Bathy)=f( PIR+R+V+B) R²=75% PIR>V>R>B 04 juillet 2007, Strasbourg ORFEO-GT 5- Hydrologie 11

12 La suite Différencier les régressions par grand type d unité morpho-hydrualique (type de substrat) Tests des régressions sur d autres secteurs et validations croisées Sélection et application des modèles de régression sur 45 km -> carte des profondeurs comparaison pour le même secteur aux résultats obtenus par images RVB ULM Réception et démarche similaire sur de la fusion P+XS à 0.6 m (prise en compte de la texture -> vitesse?) 04 juillet 2007, Strasbourg ORFEO-GT 5- Hydrologie 12

13 Articulations avec les programmes en cours et points de blocage Actions dans le cadre de conventions d études Cemagref-EDF «hydroécologiques» Une thèse en cours en cotutelle Université de Laval (Stéréoscopie) Projet AO «recherche» qui reste à monter Manque de moyens financiers «d accompagnement» (terrain) Milieux instables (crues morphogènes) Mais très fort ancrage avec les thématiciens 04 juillet 2007, Strasbourg ORFEO-GT 5- Hydrologie 13

14 Traitement niveau 3 Exploration 04 juillet 2007, Strasbourg ORFEO-GT 5- Hydrologie 14

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