Télédétection des niveaux d`eau en plaine inondée. Démarche d`analyse spatiale guidée par le fonctionnement hydraulique
Résumé
By taking account of hydraulics and by using externat data, it is possible to improve the traditional "cartographie" exploitation of remote sensing images. After a literature review on water level extraction from remote sensing, we illustrate this ides through a methodology which aims to get profits on aeria/ photographs taken during flood. More precisely, it consists in extracting water level at any points of the floodplain when photographs were taken. Its originality was to adjust the steps of extraction and structuring of the numerous pieces of data included in the remote sensing images with a spatial analysis of the studied system. By integrating spatial relations representing hydraulic behavior in the remote sensing images processing, and by making externat data introduction easier, the functional space diagram suggested makes it possible to go beyond the simple descriptive and cartographie exploitation of the images, which is often restricted to the only extraction of water surface. For that, a step of fusion and consistency of the whole pièces of extracted data has been developed, leading to defining and resolving a constraints system. Finally, the methodology, here illustrated on Hérault river but also tested on a portion of Moselle and Aisne rivers, showed its effectiveness by providing quantitative and distributéd results of water levels. Those indeed proved suff!ciently precise (+l- 15 cm) to corne to assistance of mathematical hydraulic modeling, as well for the choice of the space segmentation and equations to be used (1D, 2D, hybrid mode/...) as for the calibration and validation steps.
La prise en compte du fonctionnement hydraulique et le recours à des données externes permettent d'améliorer la valorisation cartographique traditionnellement réalisée en télédétection. Après une revue bibliographique concernant l'extraction des niveaux d'eau à partir d'images de télédétection, nous illustrons cette idée à travers une méthodologie d'exploitation de photographies aériennes prises en période de crue dont l'objectif est de déterminer, au moment de la prise de vue, le niveau d'eau en tout point d'une plaine inondée. Son originalité est d'orienter les phases d'extraction et de structuration des nombreuses informations présentes dans les images de télédétection grâce à une analyse spatiale poussée du système étudié. En intégrant des relations spatiales traduisant le fonctionnement hydraulique, et en facilitant l'introduction de données exogènes, le schéma spatial fonctionnel proposé permet d'aller au-delà de la simple exploitation cartographique descriptive des images qui se restreint trop souvent à la seule extraction de la surface en eau. Pour cela, une phase de fusion et de mise en cohérence de l'ensemble des données extraites à été développée, aboutissant à la mise au point et à la résolution d'un système de contraintes. Au final, la méthodologie, illustrée ici sur le site de l'Hérault mais également testée sur une portion de la Moselle et de l'Aisne, a montré son efficacité en fournissant des résultats quantitatifs et distribués des hauteurs de submersion. Ceux-ci se sont en effet avérés suffisamment précis (+/- 15 cm) pour venir en aide à la modélisation hydraulique mathématique, aussi bien pour le choix du découpage de l'espace et des équations à utiliser (1 D, 2D, modèles à casiers...) que pour les étapes de calage et de validation.