Intégration de l’utilisation des Images Satellitaires ...
Transcript of Intégration de l’utilisation des Images Satellitaires ...
Intégration de l’utilisationdes Images Satellitaires Radar
dans le projet WAMM
Ir. Bernard HANQUETAssistant de Recherche
Directeur : Prof. S. DautrebandeUnité d’Hydraulique AgricoleDepartement de Génie Rural
Fac. Univ. des Sciences Agronomiques de Gembloux
FUSAGx - Projet WAMM - Ière Journée de l’Hydrologie - Namur - 27/06/2000
NAM module
HD module
Operational MIKE11
DSS
ERS-1ERS-2ENVISAT
SAR PRIimage
FUSAGx’s processing
MIKE11 calibration/validation
NAMmodule
HDmoduleFlood mapping
simulation
Runoff simulation
Top soil moisture
Cal/Val
Cal/Val
Other DSS components
WAMM
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FUSAGx - Projet WAMM - Ière Journée de l’Hydrologie - Namur - 27/06/2000
Caractéristiques du capteur Radar :
• Capteur actif
acquisition d’images de jour et de nuit
• Grande longueur d’onde
acquisition d’images à travers
la couverture nuageuse
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Retour du signal radar.
Influencé par :
propriétés du système radar
! angle d’incidence
! longueur d’onde
! polarisation
propriétés du terrain
! propriétés diélectriques (humidité du sol)
! rugosité de la surface
! orientation des éléments
Ba
cksc
att
eri
ng
co
eff
icie
nt
(dB
)Sol non saturé Sol saturé / inondé
Satu
ratio
n d
u s
ol
Humidité volumétrique du sol (%) Niveau d’eau
WAMM : évaluation del’humidité du sol
WAMM : cartographiedes inondations
Sig
nal S
AR
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Belgique Bassin de la Lesse
Bassin de la Dendre
6 images SAR PRI
9 images SAR PRI
Italie Bassin du Tagliamento 6 images SAR PRI
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Pré-traitement des images SAR
Images SAR brutes
Calibration de l’image→ backscattering coefficient
Retournement de l’image (G/D ou H/B)
Filtrage de l’image (optionnel)
Géo-référencement de l’image
Programmé par FUSAGx en Cet intégré dans ArcView ou
utilisant les fonctions d’ArcViewExemple pour le Tagliamento
Images SAR brutes
Applications thématiques
Pré-traitement
Traitement Traitement
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Cartographie des inondations
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Cartographie des inondations
Normalized differenceimage
(No floods - Floods)(No floods + Floods)
Flood map
No floods Floods
Classification
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Images SAR brutes
Applications thématiques
Pré-traitement
Traitement Traitement
Programmé par FUSAGx en Cet intégré dans ArcView ou
utilisant les fonctions d’ArcView
Exemple de carte d’inondation - Bassin de la Lesse
Situation le25 Décembre 1993
Carte dérivéedes images SAR
Situation le21 Décembre 1993
(pic de crue)
© SETHY - 1993
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11 Oct. 1996 - No floods
15 Nov. 1996 - Floods
Différence normalisée Carted’inondation
Cla
ssifi
catio
n
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Exemple de carte d’inondation - Bassin du Tagliamento
Situation le 15 Novembre 1996FUSAGx - Projet WAMM - Ière Journée de l’Hydrologie - Namur - 27/06/2000
Exemple de carte d’inondation - Bassin du Tagliamento
Evaluation de l’humidité du sol
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Evaluation de l’humidité du solPremière expérience
6 images SAR deMars à Juillet 1996
Valeur moyennede pixel
Mesures de l’humidité du sol (5 cm)TDR & méthodes gravimétriques
y = 0.31x - 14.3R² = 0.98
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30Mean measured volumetric soil moisture (%)
Bac
ksca
tter
ing
coe
ffici
ent
(dB
)
23 April
13 June 2 July
4 April 28 May
19 MarchGemblouxstudy area
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Images SAR brutes
Applications thématiques
Pré-traitement
Traitement Traitement
6 images SARde Septembre 1992
à Avril 1993
Evaluation de l’humidité du sol - Bassin de la Lesse
6 cartes d’humidité simulées(modèle EPIC-Maille)
Valeur moyennede pixel pour
chaquesous-bassin
Relation SAR / humidité du sol pour chaque sous-bassin
Valeur moyenne de pixelpour chaque sous-bassin
Mesures d’humidité du sol
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Pro
gra
mm
é p
ar
FU
SA
Gx
en C
et
inté
gré
dan
s A
rcV
iew
ou
util
isan
t le
s fo
nct
ions
d’A
rcV
iew
y = 0.17x - 10.8R² = 0.91
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425
Simulated volumetric soil moisture (%) - 10cm
Ba
cksc
att
eri
ng c
oe
ffici
en
t (d
B)
Iwenne sub-basin
y = 0.16x - 11.1
R2 = 0.86
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526
Simulated volumetric soil moisture (%) - 10cm
Ba
cksc
att
eri
ng
co
effi
cie
nt
(dB
) Wimbe sub-basin
Autres sous-bassins
-14-13-12-11-10
-9-8-7-6-5-4-3-2-10
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
Simulated volumetric soil moisture (%) - 10cm
Ba
cksc
att
eri
ng
co
effi
cie
nt
(dB
BiranFenffeIleweIwenneLesse downLesse upLhomme upMahouVachauWimbeBV LesseGembloux
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Evaluation de l’humidité du sol - Bassin de la Lesse
Utilisation quantitative des images SAR :
ET
/ O
U
Utilisation qualitative des images SAR :
Si on possède au moins 2images SAR avec des mesures
d’humidité du sol ou dessimulations précises
correspondantes
Y=ax+b
Humidité du sol
SA
R(B
ack
s. C
oe
f.)
Identification des coefficientsde rétro-diffusion max et min
correspondant respectivementau sol saturé et au sol sec
Sol saturé
Sol sec
SA
R(B
ack
s. C
oe
f.)
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Evaluation de l’humidité du sol
FUSAGx a dévelopé une extension ArcViewpermettant aux utilisateurs :
• d’extraire les paramètres de l’image,• de pré-traiter les images SAR PRI brutes,• de créer des cartes d’inondation,• d’évaluer l’humidité du sol.
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Intégration de l’utilisationdes Images Satellitaires Radar
dans le projet WAMM
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Directeur : Prof. S. DautrebandeUnité d’Hydraulique AgricoleDepartement de Génie Rural
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