Proposition d une méthode de Télédétection sur le terrain de Constantine

Transcription

1 Université Larbi Ben M hidi Oum El Bouaghi Le Octobre 2011 Proposition d une méthode de Télédétection sur le terrain de Constantine Mouléry M Napoléone C

2 Pourquoi la télédétection? Permet d analyser la structure spatiale de Constantine et son évolution dans le temps (Paysage, évolution du Bâti, espace agricole, espace industriel, végétation etc.) sur 2 échelles : Locale et Globale.

3 Généralité sur la télédétection La télédetection est une technique qui permet d étudier la terre au moyen de capteurs placés sur les satellites ou Avions. Ces instruments enregistrent les rayonnements émis ou réfléchis par la surface de la terre. Une image terrestre est la représentation graphique des enregistrements du capteur. suivant les valeurs numériques enregistrés on y attribue des intensités de gris ou de couleurs C est la résolution spatiale

4 La réflectance est la proportion d énergie réfléchie dans une position donnée notamment dans la direction du capteur. La variation de la réflectance par rapport a la longueur d onde est appelé la signature spectrale.

5 Le rouge et le proche infra-rouge sont particulièrement bien adaptés pour décrire l'activité photosynthétique de la végétation, tandis que le moyen infrarouge est un bon détecteur de l'humidité du sol et de la végétation. Quant au bleu, il est destiné dans ce cas à effectuer des corrections atmosphériques.

6 Exemple de résultat avec le logiciel de télédetection : Multispec Google earth 1 Classification supervisée 2 Jaune, violet = végétation Rouge, rose = Bâti Bleue = route Vert = chemin Pixelisation grace au logiciel Multispec 3 4 Resultat Class Samples Percent 1 vegetaion routes bati chemin bati vegetation Resultat final vegetation = 62,1%, Bati = 24,7% chemin 13,6% routes 5,5%

7 CHOIX DES IMAGES / SATELLITES Une analyse diachronique est plus intéressante avec Landsat

8 LANDSAT Lancés à partir de 1972 Les satellites LANDSAT 4 et 5 sont équipés d un «Thematic Mapper» (TM), qui possède sept canaux, dont un dans l infrarouge thermique. La résolution spatiale est de 30 mètres. Autrement dit, chaque pixel correspond à une surface de 30m x 30m sur la surface de la Terre. 3 premier canaux : le spectre visible (bleu, vert et rouge) canaux suivant : le proche infrarouge Voir les différents canaux ici. Landsat 5 & 7 channel 1: 0,45-0, bleue channel 2: 0,52-0, vert channel 3: 0,63-0, rouge channel 4: 0,76-0, (PIR INDICE DE VEGETATION intensité chorophylienne) channel 5: 1,55-1, MIR channel 6: 10,40-12, channel 7: 2,08-2, Interessant : car beaucoup d images gratuites, une analyse diachronique est possible normalement depuis 1970 Une étude est à mener pour le bati, pour la végétation cela est opérationnel. Ces 7 canaux correspondent à 7 fichiers lorsque on telecharge une image landsat Par exemple sur

9 Images spatiales Landsat gratuites : un inventaire à été établie (Année et Saison disponible pour déterminer l intensité chlorophyllique ) sur le terrain de constantine : Résolution de 30 mètres. MARS : AVRIL 06/03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /03/ /04/ /04/ /04/ /04/ /04/ /04/ /04/2011 A voir ensemble quelle année et saison nous prenons? MAI 09/05/ /05/ /05/ /05/ /05/ /05/ /05/ /05/ /05/ /05/ /05/ /05/2010 (images landsat / par rapport au photos aériennes pour comparaison?)

10 SPOT = Satellite Pour l'observation de le Terre Avec les satellites SPOT 1, 2, 3 et 4 la taille des pixels est de 20m x 20m. Avantages : Meilleure résolution que Landsat Inconvénients : Choix d images limitées Avec le satellite SPOT 5, il y a une amélioration importante, la taille des pixels est de 10m x 10m, 5m x 5m, 2,5m x 2,5m Avantages : Etude du Bâti si les images Landsat ne le permettent pas Inconvénients : Images disponibles que depuis 2002, cout élevé. Tarif: - Résolution de 20 mètres = 50 Euros une image ( Normalement 1200 Euros l'image) - Résolution de 5 mètres = 150 Euros une image ( Normalement 5400 Euros l'image) - Résolution de 2,5 mètres = 250 Euros une image ( Normalement 8100 Euros l'image) - Travail sur image spot mis en veille, on privilégie temporairement les images Landsat. - En cas de mauvais choix d images, celle-ci ne sont pas remboursées par la société Spot image - Achat de 3 images - Image résolution 20 métres 08/06/1990 = 2 images à coller - Image résolution 20 métres 29/05/2001 = correct - Image résolution 20 métres 17/05/2010 = Nuages = Abandon

11 Délimiter le terrain à étudier tous ensemble (Longitude et latitude en se basant sur google earth zone Globale et Locale)

12 Retour sur Le Paysage Agrégation faible Agrégation forte i n 1 mi * 100 max m i AI faible AI fort

13 Les Indices Ecologiques L indice de proportion d une classe (i) dans la fenêtre d observation, soit la surface en m² de la tache d'occupation du sol i (a i ), rapportée à la surface totale de la fenêtre (A). L indice de diversité de Shanonn, calculé à partir des proportions [p(i)] de chaque classe d'occupation du sol dans les fenêtres d observation (f). L indice d hétérogénéité interclasses. A partir des proportions [p(i) ]= proportion de classe (i) en considérant les classes d'occupation du sol deux à deux, i et j dans notre formulation (on utilise alors les catégories regroupées en grande classe d occupation du sol : urbain, agricole et forêt). L indice d agrégation, le nombre de contacts entre les différentes tâches d'une même classe d'occupation du sol i au sein d'une fenêtre [g ii ], rapporté au nombre maximal de contacts intra-classes observé sur l'ensemble du paysage. L indice d interspersion et de juxtaposition la longueur totale des contacts entre deux classes d'occupation du sol [e ik ], rapportée à la longueur totale des contacts entre classes différentes sur un paysage (E) et pondérée par le nombre de contacts observés (m). L indice de richesse de tâche avec m le nombre de classes de la section cadastrale et m max le nombre de classe maximum (12 dans notre cas). PLANDi=p(i)= jai/a*100 SHDI f = - i p(i)ln(p(i)) H ij =- p(i,j) ln(p(i,j)) AI IJI m i 1 m max m g i 1 k i 1 ii e g ik E ii ln 0.5 m m PLAND ln 1 RPR =m/m max *100 e ik E i (100) (100)

14 Notes complémentaires Traçage des parcelles grâce à Google earth. Notes : Il est préférable de tracer les parcelles sur toute la zone Constantine et les villages satellites 1 Choix du dossier constantine par exemple 2 Bien Nommé le polygone exemple Parcelle A12

15 3 Tracer la parcelle 4 Cliquez sur OK une fois que vous avez tracé le polygone sur google earth avec un nommage et une désignation correcte 5 Puis Enregistrez le lieu sous constantine. kml et non KMZ!!!

16 Après avoir tracer vos parcelles une vérification s impose 1) Installer Quantum Gis : L utilitaire OGr2ogr permet de convertir le fichier constantine.kml par exemple en fichier spatiaux (type shape) et ainsi nous pouvons vérifier si les parcelles on été bien tracés bien fermées sous QuantumGis 2) Allez sous C:\Program Files\Quantum GIS Wroclaw\bin ou se trouve l utilitaire ogr2ogr.exe Créer un fichier constantine.bat et mettez y les instructions ogr2ogr -f "ESRI Shapefile" constantine.shp constantine.kml pause " 3) Cliquez sous constantine.bat 4) Les fichiers shapefiles vont etre crées

17 5) Nous allons ouvrir quantum Gis pour vérifier si ces fichiers shapes sont correct 6) Cliquez sous Quantum Gis 7) Cliquez sur l icône Verte 8) Sélectionnez constantine.shp 9) Les parcelles s affichent, revérifier. 10) Une fois fini il faut envoyer le fichier constantine.shp, constantine.shx, constantine.dbf et Constantine.prj dans un fichier zippé par mail ou si problème de taille Via internet