APPLICATION DE LA TELEDETECTION ET LES SIG A LA CARTOGRAPHIE DE LEROSION DANS LE BASSIN VERSANT DE...

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APPLICATION DE LA TELEDETECTION APPLICATION DE LA TELEDETECTION ET LES SIG A LA CARTOGRAPHIE DE ET LES SIG A LA CARTOGRAPHIE DE L’EROSION DANS LE BASSIN VERSANT L’EROSION DANS LE BASSIN VERSANT DE L’OUED MINA DE L’OUED MINA Préparé par : TOUMI Samir

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APPLICATION DE LA APPLICATION DE LA TELEDETECTION ET LES SIG A LA TELEDETECTION ET LES SIG A LA

CARTOGRAPHIE DE L’EROSION CARTOGRAPHIE DE L’EROSION DANS LE BASSIN VERSANT DE DANS LE BASSIN VERSANT DE

L’OUED MINAL’OUED MINA

Préparé par : TOUMI Samir

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Les changements rapides du paysage sous l’influence de la pression démographique et l’extension des cultures d’exploitation, ont contribué à l’augmentation de l’exposition des terres au processus de ruissèlement, et par conséquent, à la dégradation des sols par l’érosion.

Les changements rapides du paysage sous l’influence de la pression démographique et l’extension des cultures d’exploitation, ont contribué à l’augmentation de l’exposition des terres au processus de ruissèlement, et par conséquent, à la dégradation des sols par l’érosion.

Introduction

Elle résulte de détachement et le transport de fragments ou de particules du sol ou de roches de leur emplacement initial par l’eau, dégradant la qualité et la fertilité des sols et réduisant la capacité des réservoirs d’eau.

Elle résulte de détachement et le transport de fragments ou de particules du sol ou de roches de leur emplacement initial par l’eau, dégradant la qualité et la fertilité des sols et réduisant la capacité des réservoirs d’eau.

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Dans ce présent travail on se propose de mettre en relief la gravité et l’évolution de ce phénomène à travers l’analyse des facteurs responsables de cette érosion dans le bassin de l’Oued Mina. Elle est basée sur l’intégration des images satellitaires et de données cartographiques dans un système d’information géographique (SIG) pour l’identification et la cartographie, des zones à risques d’érosion hydrique.

Dans ce présent travail on se propose de mettre en relief la gravité et l’évolution de ce phénomène à travers l’analyse des facteurs responsables de cette érosion dans le bassin de l’Oued Mina. Elle est basée sur l’intégration des images satellitaires et de données cartographiques dans un système d’information géographique (SIG) pour l’identification et la cartographie, des zones à risques d’érosion hydrique.

Introduction

La méthodologie suivie consiste à cartographier séparément les facteurs explicatifs afin de connaitre le rapport entre ces facteurs et les alias de l’érosion.

La méthodologie suivie consiste à cartographier séparément les facteurs explicatifs afin de connaitre le rapport entre ces facteurs et les alias de l’érosion.

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Quasi-statiques•Morphologie•Infiltration•Erodabilité

Facteurs

Variables•Occupation et utilisation du sol•Intensité des pluies•Pratiques agricoles

Les facteurs influençant l’érosion hydrique peuvent être représentés par différents paramètres, ces derniers peuvent être déterminés à l’aide de la télédétection et des données additionnelles .

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Le bassin versant de l’oued Mina est soumis à un climat de type méditerranéen, avec une aridité estivale marquée et un hiver froid, présentant un régime pluviométrique fortement influencé par les orages.

l’Oued Mina est soumis à une érosion intense. Elle est l’Oued Mina est soumis à une érosion intense. Elle est la cause principale de l’envasement des ouvrages de la cause principale de l’envasement des ouvrages de stockage de l’eau dans la région, à savoir, le barrage stockage de l’eau dans la région, à savoir, le barrage de Sidi Mhamed Ben Aouda et le barrage de Bekhada de Sidi Mhamed Ben Aouda et le barrage de Bekhada et de plusieurs retenues collinaires qui se trouvent et de plusieurs retenues collinaires qui se trouvent abandonnées, vu le taux d’envasement avancé et qui abandonnées, vu le taux d’envasement avancé et qui atteint les 100 % pour la majorité.atteint les 100 % pour la majorité.

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Cartes Topographique

Images satellitaires Landsat TM

Traitement

d’image

Occupation du sol

Angle de pente0

MNT

Densité du couvert végétal

Orientation de pente

Longueur de pente

Carte lithologique

Données météorologique

sMesure sur

terrain

Erodabilité des sols

Erosivité des pluies

Mesures de protection

Modèle dévaluation quantitatives des pertes en

solE=R.LS.K.P.C

Base de donnée

Cartographier l’érosion hydrique

Méthode adoptée

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Date de prise Résolution Période sèche 12 06 1987 30m

05 06 2002 30m24 06 2009 30m

Période humide 14 02 1985 30m15 11 2009 30m18 01 2010 30m

Traitement des images de télédétection

les données utilisées sont des images Landsat TM. Ce dernier a été choisi car sa définition de base (pixel de 30x30m) est tout-à-fait adaptée à l’échelle souhaitée. D’autre part, il possède 7 canaux, dont quatre dans l’infrarouge proche, moyen et thermique qui sont primordiales pour travailler sur les caractères du sol.

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C’est le cas des sols, des végétaux et de l’eau. à chacun de ces objets correspond C’est le cas des sols, des végétaux et de l’eau. à chacun de ces objets correspond un groupe de comportements spectraux, très différents entre eux. Un un groupe de comportements spectraux, très différents entre eux. Un

comportement spectral correspond à la fonction définissant la valeur de la comportement spectral correspond à la fonction définissant la valeur de la réflectance dans les diverses bandes spectrales étudiées (courbe de réflectance).réflectance dans les diverses bandes spectrales étudiées (courbe de réflectance).

Les catégories suivantes d'occupation du sol prédéfinies ont été classées dans Les catégories suivantes d'occupation du sol prédéfinies ont été classées dans chaque image:chaque image:• Végétation (foret, champ de culture)Végétation (foret, champ de culture)• Eau (barrage, sebkha, zones humides)Eau (barrage, sebkha, zones humides)• Sol nu (terrains nus, habitations)Sol nu (terrains nus, habitations)

Traitement des images de télédétection

Les différents objets n’absorbent pas tous la même partie du rayonnement Les différents objets n’absorbent pas tous la même partie du rayonnement solaire, et qu’en conséquence, le spectre du rayonnement réfléchi est solaire, et qu’en conséquence, le spectre du rayonnement réfléchi est différent. différent.

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Carte de NDVI Google Earth

NDVI > 0.2NDVI > 0.2

Végétation (Foret) Végétation (Foret)

Repérage et identification des sites traités en utilisant les Repérage et identification des sites traités en utilisant les images satellitaires de Google Earthimages satellitaires de Google Earth

Repérage et identification des sites traités en utilisant les Repérage et identification des sites traités en utilisant les images satellitaires de Google Earthimages satellitaires de Google Earth

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Carte de NDVI Google Earth

Champs de culture Champs de culture

Repérage et identification des sites traités en utilisant les Repérage et identification des sites traités en utilisant les images satellitaires de Google Earthimages satellitaires de Google Earth

Repérage et identification des sites traités en utilisant les Repérage et identification des sites traités en utilisant les images satellitaires de Google Earthimages satellitaires de Google Earth

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On a effectué, ensuite, une classification (zonage) des objets déterminés par l’interprétation visuelle sur les échantillons pris des images de la zone d’étude. Il s’agit une généralisation des résultats en regroupant touts les pixels d’une image qui ont les même caractéristique spectrales.

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Classification de l’occupation du sol

Classification selon les propriétés spectrales des objets

Classes

juin-87 juin-02 juin-09

Surface (km2) Proportion

Surface (km2) Proportion

Surface (km2) Proportion

Sol nu 7643,8332 93,64 7538,5305 92,35 7791,5835 95,45

Végétation 484,8822 5,94 528,1461 6,47 348,5601 4,27

Eau 34,2846 0,42 96,3234 1,18 22,8564 0,28

Total 8163 100 8163 100 8163 100

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Classification de l’occupation du sol

Classification de la végétation

NDVI<-1 : Eau-1 <NDVI<0.25 : Sol nu0,15<NDVI<0.25 : végétation séparée.0.25<NDVI<0.40 : végétation modérée.NDVI>0.40 : végétation dense

NDVI<-1 : Eau-1 <NDVI<0.25 : Sol nu0,15<NDVI<0.25 : végétation séparée.0.25<NDVI<0.40 : végétation modérée.NDVI>0.40 : végétation dense

Un autre moyen pour suivre la variation spatio-tremporelle de la végétation. Il est basé sur le changement de la réflectance spectrale par une valeur dite « indice » par exemple l’indice de végétation normalisé NDVI.

PIR : la bande proche de l’infrarouge.R : la bonde de la couleur rouge.

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+1.29

Pi représente les précipitations mensuelles et P les précipitations annuelles en mm de la période allant de 1968 à 2001.

( A. Sadiki, S. Bouhlassa, Dj. Auajjar, A. Faleh, J.J. Macaire, 2004)

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Le facteur C est estimé à partir du NDVI.

(Ioannis Z. Gitas, Kostas Douros, Chara Minakou, George N. Silleos and Christos G. Karydas, 2009) 

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Le facteur LS est en fonction de la longueur et l’inclinaison de pente.

Le facteur LS estimé en utilisant le module « Lenghtslope » du logiciel IDRISI

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MNT Climat

Couvert végétal

Densité de drainage Précipitation

sPente

Sensibilité à l’érosion

Erosivité des pluies

Potentiel érosif

Occupation du son

Réseaux hydrographiqu

e

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Dans cette partie, on a essayé de tracé les cartes de la couverture du sol pour 3 périodes (1987, 2002et 2009) et de déterminer les gains et les pertes dans chaque classe (eau, végétation et sol nu) en utilisant le module (Land Change Modeller) de IDRISITM. Les paramètres suivants ont été tirés:

•Contribution du changement dans chaque variation en pourcentage de la surface du sol (de chaque catégorie de la couverture du sol).•la variation nette de chaque catégorie.•La persistance de chaque classe: la couverture du sol qui n’a pas changé entre les deux dates respectives.

Détection des changements

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 Changement de VersChangement (km2) 1987_2002

Changement (km2) 2002_2009

Changement (km2) 1987_2009

Végétation Eau 0,74 1,93 1,16Sol nu Eau 4,54 7,57 6,33Eau Végétation 0,31 0,04 0,217Sol nu Végétation 711 448,53 385,53Eau Sol nu 22,5 2,87 18,57Végétation Sol nu 856,47 954,81 1038,38

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1987=>2002 2002=>2009 1987=>2009

PertesPertes85647 Hectares85647 Hectares

PertesPertes

95481 Hectares95481 HectaresPertesPertes

103838 Hectares103838 Hectares

Evolution de la végétation

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Classification de l’occupation du sol avec ENVI

Classification selon les propriétés spectrales, spatiales et texturales des objets

Contrairement avec la classification traditionnelle, qui se base sur la détection des pixels qui ont les mêmes caractéristiques spectrales, ENVI Feature Extraction Fonction utilise une méthode basée les caractéristiques spatiale, spectrale (luminosité et la couleur) et les caractéristiques qui définissent la texture de la région.

Les résultats obtenus sont ensuite projetés dans un SIG afin de les interroger.

Par exemple, si on veut faire une sélection (requête) dans la table de Mapinfo pour nous sélectionner tout les objets qui ont le ratio (pir/rouge) supérieur a une valeur (0.1 qui caractérise la végétation) et inférieur à 0.065 (l’Eau).

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Selon la superposition des cartes de la couverture végétale, pente, pluie, et la lithologie du bassin de l’Oued Mina, on a partagé le bassin en trois régions suivant la gravité du processus de l’érosion. La région sud d’une formation géologique consolidée, de faible pente et couvert végétal plus ou moins faible. Cette zone est considérée comme zone à faible risque d’érosion. La zone de haut risque d’érosion située en amont du barrage de Sidi M’Hamed Ben Aouda, sa formation géologique est marneuse, le sol est globalement nu, de forte pente et plus exposée aux exercices agricoles. La région du nord, caractérisée par un terrain plat où se déposent les terres érodées.

Selon la superposition des cartes de la couverture végétale, pente, pluie, et la lithologie du bassin de l’Oued Mina, on a partagé le bassin en trois régions suivant la gravité du processus de l’érosion. La région sud d’une formation géologique consolidée, de faible pente et couvert végétal plus ou moins faible. Cette zone est considérée comme zone à faible risque d’érosion. La zone de haut risque d’érosion située en amont du barrage de Sidi M’Hamed Ben Aouda, sa formation géologique est marneuse, le sol est globalement nu, de forte pente et plus exposée aux exercices agricoles. La région du nord, caractérisée par un terrain plat où se déposent les terres érodées.

Conclusion

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La comparaison entre deux périodes différentes, permet d’apprécier la dynamique de l’occupation des sols et de la végétation, mais elle ne permet pas de dégager un scénario d’évolution simple des formations végétales, mais traduit la variation des situations et la diversité d’occupation des terres. Selon les résultats de calcul des changements entre l’année 1987 et l’année 2009, environ 1038 Km2 des terrains couverts par la végétation sont devenus des terrains nus.

La comparaison entre deux périodes différentes, permet d’apprécier la dynamique de l’occupation des sols et de la végétation, mais elle ne permet pas de dégager un scénario d’évolution simple des formations végétales, mais traduit la variation des situations et la diversité d’occupation des terres. Selon les résultats de calcul des changements entre l’année 1987 et l’année 2009, environ 1038 Km2 des terrains couverts par la végétation sont devenus des terrains nus.

Conclusion

Pour la suite de ce travail, on va utiliser d’autres données satellitaire (Spot végétation et Modis). Les images de Spot (résolution 1 km) Végétation décadaires disponibles permettent de suivre l’évolution de la végétation au cours d’un cycle hydrologique et pour plusieurs années (1998-2011).

Pour la suite de ce travail, on va utiliser d’autres données satellitaire (Spot végétation et Modis). Les images de Spot (résolution 1 km) Végétation décadaires disponibles permettent de suivre l’évolution de la végétation au cours d’un cycle hydrologique et pour plusieurs années (1998-2011).

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Conclusion

On va aussi utiliser les images de haute résolution (5 m) pour faire une classification orientée objet sur une partie du bassin dite ‘zone atelier’. Cette nouvelle méthode de classification est très utile pour étudier l’utilisation et l’occupation du sol.

On va aussi utiliser les images de haute résolution (5 m) pour faire une classification orientée objet sur une partie du bassin dite ‘zone atelier’. Cette nouvelle méthode de classification est très utile pour étudier l’utilisation et l’occupation du sol.

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