Jean-Michel Martinez (LMTG, Toulouse)
Justification Comment suivre les processus de transfert et de transformation de la matière au sein des bassins versants? Aujourd'hui: résolution temporelles: 10 jours résolution spatiale: 500 km Comment augmenter la résolution spatiale sans augmenter le coût? Difficultés: accessibilité (faible densité des observateur) coût (1 mission ~ 1000 )
Utilisation des techniques de télédétection Utiliser l imagerie satellitaire dans l étude des processus de transfert et de transformation de la matière au sein des bassins versants Relier le signal satellite (i.e. la réflectance) aux propriétés du particulaire (concentration, minéralogie) Méthodologie Nécessité de développer des algorithmes/modèle de traitement nouveaux Etude des propriétés optique (spectroradiométrie) & des caractéristiques physiques du particulaire ( granulométrie et minéralogie) Inversion : de la réflectance à la concentration en matière particulaire Site d étude : le bassin Amazonien (Pérou & Brésil)
Soutiens et intégration dans les projets CNES : Projet TOSCA SAMSAT (2007 2009) Mesure des flux Sédimentaires dans le bassin AMazonien par imagerie SATellitaire» Réalisation de chaînes de traitement/inversion de séries temporelles d image MODIS INSU (PNTS, Relief, SYSTER) ORE (Observatoire de Recherche em Environnement) HYBAM Brésil : Universités (Brasilia, Rio, Manaus) & Agence de l Eau brésilienne (ANA) 1 thèse en cours sur financement brésilien
Mesure de la concentration: caractéristiques des capteurs Rouge IR LANDSAT 5-7 SPOT 4-5 MODIS (gratuit et journalier) 400 500 600 700 800 900 (nm)
Utilisation des images MODIS Résolution spatiale : 250 m (2 bandes) Résolution temporelles: 2 images / jour sur n importe quelle zone de la planète Satellite TERRA Satellite AQUA
Vue satellite (MODIS) de la confluence Amazone / Rio Negro 100 Km
Propriétés optiques : Caractérisation in situ des propriétés optiques Mesures de superficie Eclairement (Ed) Mesures dans la colonne d eau Ed(d) Luminance (Lu) Coefficient d attenuation vertical (Kd)
Propriétés optiques Existe-t-il des relations robustes réflectance particulaire? Réflectance= En. Réfléchie/En. Incidente = f( coef. Diffusion, absorption) Stabilité du coef. de diffusion mesuré in situ de différentes rivières en Amazonie
Calibration de la réflectance de l eau Calibration des images à partir des données de réseaux : Etablie à partir des moyennes mensuelles
Station d'obidos (Brazil) Obidos La plus grande section de jaugeage au monde au monde : 4,8 km de large
Validation de la réflectance de l eau vs *C+MES Station d Obidos
Flux solide à Obidos estimé par satellite et par le réseau
Reconstitution de chroniques de flux à Obidos L intégration des données de réseaux terrain et d observation spatiale démontre une augmentation de + 20 % des flux sédimentaires du fleuve Amazone sur la période récente Impact des changements globaux (climat), régionaux (déforestation) ou variabilité naturelle?
Distribution spatiale instantannée de la concentration de surface 100 km
Mesure de la concentration: calibration 100 kms
Mesure de la concentration: déconvolution de la réflectance Faible résolution des images MODIS --> pas de pixel pur en rivière * E * E * E agua vgetación nube REF total Rouge Sélection des pixels rivière Infrarouge
Mesure de la concentration: calibration Concentraciones (mg/l) Borja (300 m) 1600 1400 1200 1000 Observado Calculado 800 600 400 200 0 14/01/04 01/08/04 17/02/05 05/09/05 24/03/06 10/10/06 Tiempo Largeur de la rivière limite + zone nuageuse Zona de alta nubosidad 30% d'incertitude
Mesure de la concentration: calibration Concentracion (mg/l) San Regis (600 m) 350 300 Calculado Observado 250 200 150 100 50 0 ene-04 ago-04 feb-05 sep-05 mar-06 oct-06 abr-07 Plage de concentration réduite 25% de Incertidumbre
Mesure de la concentration: calibration Concentraciones Tamshiyacu (1000 m) 600 500 MES Calculado 400 300 200 100 0 Ene-04 Abr-04 Jul-04 Oct-04 Ene-05 Abr-05 Jul-05 Oct-05 Ene-06 Abr-06 Jul-06 Oct-06 Ene-07 Largeur de rivière importante 10% de Incertidumbre.