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Utilisation de données 3D dispo régionalement
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8
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20
A. Alber et H. Piégay, « Spatial disaggregation and aggregation procedures for characterizing fluvial features at the network-scale: Application to the Rhône basin
(France) », Geomorphology, vol. 125, no 3, p. 343-360, févr. 2011
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Technologie LiDAR …
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◦ XYZ
◦ Intensité (liée à la surface impulsée)
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Différence LiDAR HD / BD
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Ortho 2012
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Modèle Numérique de Hauteur
LiDAR haute densité (13 pts / m2)
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Modèle Numérique de Hauteur
LiDAR basse densité (0.8 pts / m2)
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résineux denses
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peuplements feuillus (ripisylves)
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Validation largeur de CE LiDAR
43
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•RESULTATS: vallée du Viroin
44
Caractérisation des secteurs PARIS
Calcul des données de base : cartographie du lit
mineur
Couche de référence Différence
Moyenne + /- écart-type (m)
lit mineur LiDAR
Différence
Moyenne + /- écart-type (m)
axes couche « secto »
Pieds de berge relevés au
DGPS C1
-0,75 +/- 1,17 6,28 +/- 4,48
Pieds de berge relevés au
DGPS C2-C3
2,74 +/- 2,28 21,07 +/-40,07
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(approche MNT)
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•RESULTATS : vallée de la Houille
• Comparaison avec vérité terrain
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• Même tendance à la sous-estimation
45
Caractérisation des secteurs PARIS
Calcul des données de base : cartographie du lit
mineur
Ortho 2012Atlas
DCENN
Lit mineur
LiDAR BD
Couche de référence Différence
moyenne + /- écart-type (m)
Validation terrain théodolite
(février 2012) – 6 sections
- 0,31 +/- 1,01
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Validation MNS photo
46
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• Répartition des surfaces de référence au sein des BV
étudiés
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Calcul des données de base : MNS
photogrammétrique
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• Validation avec le MNT LiDAR BD : RESULTATS
48
Caractérisation des secteurs PARIS
Calcul des données de base : MNS
photogrammétrique
Différence moyenne (m) Ecart-type (m) BV Type de surface
-0,43 0,55 Viroin Terrain de football
-0,33 0,57 Houille Terrain de football
-0,33 1,08 Viroin Terrain de football
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Moyenne -0,13 0,36
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4 octobre 2016 - 16h session dangers naturels
4 octobre 2016 - 16h session dangers naturels4 octobre 2016 - 16h session dangers naturels
4 octobre 2016 - 16h session dangers naturels
 

Adrien MICHEZ : Gestion des 12 000 km de bandes riveraines en Wallonie

  • 1. CAPTURE ET MESURE A DISTANCE DE DONNÉES A GRANDE ÉCHELLE : GESTION DES 12 000 KM DE BANDES RIVERAINES EN WALLONIE (BELGIQUE) À L’AIDE DE DONNÉES LIDAR ET IMAGERIE THRS ADRIEN MICHEZ 29/01/2015 SÉMINAIRE ISIG
  • 2. Séminaire ISIG Contexte : les bandes riveraines de Wallonie 2
  • 3. Séminaire ISIG 3 © Google Contexte : les bandes riveraines de Wallonie
  • 4. Séminaire ISIG 4 © Google Contexte : les bandes riveraines de Wallonie
  • 5. Séminaire ISIG 5 © Google Contexte : les bandes riveraines de Wallonie
  • 6. Séminaire ISIG Contexte : gestion des BR wallonnes 12,000 km de cours d’eau classés (+ BR associées) géré par l’état Mise en place de plan gestion sectorisé ◦ 6 années (évaluation mi parcours) ◦ 6000 secteurs (2 km) Evaluation de l’apport de la télédétection comme source d’information (aide à la décision) 6
  • 7. Séminaire ISIG Caractérisation des BR Wallonnes : méthodologie Cas d’étude pour le développement de la méthode régionale (12,000 km / 17,000 km²) ◦ 2 affluents de la Meuse ◦ BV : 725 km2 ◦ Linéaire : 487 km ◦ 192 secteurs de gestion 7
  • 8. Séminaire ISIG Utilisation de données 3D dispo régionalement (17,000 km²): ◦ LiDAR aérien (MNT) ◦ Basse densité (0.8 pts / m²) (hiver 2012/13 et 2013/14) ◦ Modèle Numérique de Surface photogrammétrique ◦ 50 cm GSD, « recyclage » des images individuelles des campagnes ortho Modèle Numérique de Hauteur “hybride” 8 MNS photo MNT Lidar MNH DSM – DTM = MNH Caractérisation des BR Wallonnes : méthodologie
  • 9. Séminaire ISIG Deux groupes d’attributs ◦ Paramètres morphologiques (LiDAR) ◦ Hauteur relative, cartographie du lit mineur (surface en eau, largeur, sinuosité) ◦ Paramètres des ripisylves (MNH hybride) ◦ Hauteur relative (patch ripisylve), continuité lg, hauteur, indice de fragmentation (FRAGSTAT: Mean Core Area Index (CAI), Mean Fractal Dimension Index (FDI)) 9 Caractérisation des BR Wallonnes : méthodologie Michez et al., « LiDAR derived ecological integrity indicators for riparian zones: Application to the Houille river in Southern Belgium/Northern France », Ecol. Indic., vol. 34, p. 627-640, nov. 2013
  • 10. Séminaire ISIG Paramètres morphologiques (LiDAR) ◦ Carto.lit mineur (largeur/sinuosité) ◦ A partir de metric du LiDAR (densité) ◦ Approche OBIA pour les BV > 10 km² 10 OBIA Caractérisation des BR Wallonnes : méthodologie
  • 11. Séminaire ISIG 11 OBIA approach Nb ground return rasterParamètres morphologiques (LiDAR) ◦ Carto.lit mineur (largeur/sinuosité) ◦ A partir de metric du LiDAR (densité) ◦ Approche OBIA pour les BV > 10 km² Caractérisation des BR Wallonnes : méthodologie
  • 12. Séminaire ISIG 12 OBIA approach Segmentation Paramètres morphologiques (LiDAR) ◦ Carto.lit mineur (largeur/sinuosité) ◦ A partir de metric du LiDAR (densité) ◦ Approche OBIA pour les BV > 10 km² Caractérisation des BR Wallonnes : méthodologie
  • 13. Séminaire ISIG 13 OBIA approach Wetted channel polygonParamètres morphologiques (LiDAR) ◦ Carto.lit mineur (largeur/sinuosité) ◦ A partir de metric du LiDAR (densité) ◦ Approche OBIA pour les BV > 10 km² Caractérisation des BR Wallonnes : méthodologie
  • 14. Séminaire ISIG 14 Paramètres morphologiques (LiDAR) ◦ Carto.lit mineur (largeur/sinuosité) ◦ A partir de metric du LiDAR (densité) ◦ Approche OBIA pour les BV > 10 km² Caractérisation des BR Wallonnes : méthodologie
  • 15. Séminaire ISIG 15 Data in useChannel axis (toolbox arcgis) Paramètres morphologiques (LiDAR) ◦ Carto.lit mineur (largeur/sinuosité) ◦ A partir de metric du LiDAR (densité) ◦ Approche OBIA pour les BV > 10 km² ◦ Approche MNT (1m GSD) : cours d’eau « topographiques » Caractérisation des BR Wallonnes : méthodologie
  • 16. Séminaire ISIG Paramètres morphologiques (LiDAR) ◦ Hauteur relative ◦ Connectivité hydraulique ◦ Terrestrialization ◦ Anthropisation 16 Caractérisation des BR Wallonnes : méthodologie
  • 18. Séminaire ISIG Paramètres des ripisylves ◦ Hauteur relative ◦ Caractère ripicole du boisement 18 Caractérisation des BR Wallonnes : méthodologie
  • 19. Séminaire ISIG Paramètres des ripisylves ◦ Continuité longitudinale ◦ Continuité de la présence des ripisylves ◦ Core Area Index (CAI) / Fractal Dimension Index (FDI) ◦ Fragstat landscape metrics (McGarigal et al., 2002) ◦ Hauteur 19 McGarigal, K., S. A. Cushman, M. C. Neel, and E. Ene. 2002. FRAGSTATS: Spatial Pattern Analysis Program for Categorical Maps. Computer software program produced by the authors at the University of Massachusetts, Amherst Indic. intégrité écologique Indic. de gestion Caractérisation des BR Wallonnes : méthodologie
  • 20. Séminaire ISIG Segmentation du linéaire ◦ Utilisation des secteurs de gestion + maillage DCE Secteur de gestion < Masse d’eau (WFD) < Bassin versant Processus de désaggrégation et ré-aggrégation ◦ Méthodo basée sur travaux de Alber and Piégay (2011) ◦ Etude de l’évolution amont/aval des paramètres extraits 20 A. Alber et H. Piégay, « Spatial disaggregation and aggregation procedures for characterizing fluvial features at the network-scale: Application to the Rhône basin (France) », Geomorphology, vol. 125, no 3, p. 343-360, févr. 2011 Secteurs homogènes délimités par opérateur (BD vecto) Caractérisation des BR Wallonnes : méthodologie
  • 23. Séminaire ISIG Identification de buffer d’analyse (+6m) Désaggrégation et ré-aggrégation
  • 24. Séminaire ISIG Zone en eau +12m Désaggrégation et ré-aggrégation
  • 25. Séminaire ISIG • Variables dérivées du LiDAR BD • Hauteur relative au pied de berge 25 Caractérisation des secteurs PARIS Méthode Segmentation pour la caractérisation des paramètres morphologiques : cas de la largeur Carto lit mineur (LiDAR BD)Découpage longitudinalCalcul d’une largeur médiane
  • 26. Séminaire ISIG Résultats (préliminaires !) ◦ Premier cas d’étude … avant la régionalisation (échéance : septembre 2015) ! ◦ 192 secteurs de gestions caractérisés (ca. 500 km) 26 Caractérisation des BR Wallonnes : résultats Michez, A. (2014). Characterization of riparian zones in wallonia (belgium) from local to regional scale using aerial lidar data and photogrammetric DSM. EARSeL eproceedings, 13(2).
  • 27. Séminaire ISIG Visualisation amont / aval des paramètres 27 Continuité lg (%) Linéaire (m) FP Lit majeur 6m 12m Zone d’habitat Caractérisation des BR Wallonnes : résultats
  • 28. Séminaire ISIG 28 Ré-aggrégation ◦ Echelle masse d’eau (BV Viroin) ◦ Exemple de la continuité Lg Caractérisation des BR Wallonnes : résultats
  • 30. Séminaire ISIG Zone fortement anthropisée ! (agriculture) Apports d’info pour la planification régionale de la gestion (rationalisation / priorisation)
  • 31. Séminaire ISIG 31 Ré-aggrégation ◦ Par typologie d’occupation de sol Caractérisation des BR Wallonnes : résultats
  • 32. Séminaire ISIG 32 Ré-aggrégation ◦ Par typologie d’occupation de sol Caractérisation des BR Wallonnes : résultats
  • 33. Séminaire ISIG Ré-aggrégation ◦ Par typologie d’occupation de sol Caractérisation des BR Wallonnes : résultats
  • 34. Séminaire ISIG Upscaling régional ◦ 500 km → 12,000 km ! Sélection/adaptation d’indicateurs de gestion ◦ Sessions d’échanges prévues avec gestionnaire terrain ◦ Ajout d’indicateurs de morphologie des berges Intégration de la multitemporalité ◦ Génération de série temporelle de DSM (et MNH) ◦ 2006/2009/2012 Intégration des résultats dans une plateforme en ligne (encodage / suivi des actes de gestion) 34 Caractérisation des BR Wallonnes : perpsectives
  • 35. ? Questions ? Présentation téléchargeable sur http://orbi.ulg.ac.be Merci de votre attention !
  • 36. Séminaire ISIG Technologie LiDAR … …un peu d’info LIDAR ◦ Light detection and ranging – Télédétection par LASER Technologie assez récente ◦ Expansion début années 2000 Système de télédétection actif (Vs passif) ◦ Emission d’énergie par un capteur (aéroporté) ◦ Interception avec la surface terrestre ◦ Enregistrement du signal renvoyé par récepteur ◦ Emission en proche-infrarouge (10.000 à 100.000 impulsions/sec) 36
  • 37. Séminaire ISIG Avantages de la technologie LIDAR ◦ Indépendant des conditions météo, de l’heure, de l’ensoleillement ◦ Plusieurs échos possibles ◦ Une même impulsion peut générer plusieurs « retours » selon les objets interceptant sa trajectoire ◦ Information sur la structure verticale de la surface couverte 37 Technologie LiDAR … …un peu d’info
  • 38. Séminaire ISIG Génération d’un nuage de points 3D : ◦ XYZ ◦ Intensité (liée à la surface impulsée) 38 Technologie LiDAR … …un peu d’info
  • 41. Séminaire ISIG 41 Modèle Numérique de Hauteur LiDAR haute densité (13 pts / m2)
  • 42. Séminaire ISIG Modèle Numérique de Hauteur LiDAR basse densité (0.8 pts / m2) Bonne reconstruction des peuplements résineux denses Très mauvaise reconstruction des peuplements feuillus (ripisylves)
  • 44. Séminaire ISIG •RESULTATS: vallée du Viroin 44 Caractérisation des secteurs PARIS Calcul des données de base : cartographie du lit mineur Couche de référence Différence Moyenne + /- écart-type (m) lit mineur LiDAR Différence Moyenne + /- écart-type (m) axes couche « secto » Pieds de berge relevés au DGPS C1 -0,75 +/- 1,17 6,28 +/- 4,48 Pieds de berge relevés au DGPS C2-C3 2,74 +/- 2,28 21,07 +/-40,07 Ortho 2012Atlas DCENNTracé LiDAR (approche MNT)
  • 45. Séminaire ISIG •RESULTATS : vallée de la Houille • Comparaison avec vérité terrain • Comparable aux résultats avec du LiDAR HD • Même tendance à la sous-estimation 45 Caractérisation des secteurs PARIS Calcul des données de base : cartographie du lit mineur Ortho 2012Atlas DCENN Lit mineur LiDAR BD Couche de référence Différence moyenne + /- écart-type (m) Validation terrain théodolite (février 2012) – 6 sections - 0,31 +/- 1,01
  • 47. Séminaire ISIG • Répartition des surfaces de référence au sein des BV étudiés 47 Caractérisation des secteurs PARIS Calcul des données de base : MNS photogrammétrique
  • 48. Séminaire ISIG • Validation avec le MNT LiDAR BD : RESULTATS 48 Caractérisation des secteurs PARIS Calcul des données de base : MNS photogrammétrique Différence moyenne (m) Ecart-type (m) BV Type de surface -0,43 0,55 Viroin Terrain de football -0,33 0,57 Houille Terrain de football -0,33 1,08 Viroin Terrain de football -0,30 0,22 Houille Terrain de football -0,28 0,14 Viroin Prairie -0,28 0,13 Houille Prairie -0,27 0,19 Houille Terrain de football -0,25 0,41 Houille Terrain de football -0,24 0,15 Houille Prairie -0,24 0,51 Houille Terrain de football -0,20 0,19 Viroin Terrain de football -0,18 0,26 Viroin Terrain de football -0,17 0,35 Houille Terrain de football 0,02 0,10 Viroin Prairie 0,07 0,19 Viroin Prairie 0,11 0,12 Houille Prairie 0,14 1,71 Viroin Terrain de football 0,16 0,09 Houille Prairie 0,22 0,18 Viroin Prairie 0,22 0,15 Houille Prairie Moyenne -0,13 0,36 Moyenne -0,13 0,36
  • 49. Séminaire ISIG • Sous-estimation de la hauteur par le MNS photogrammétrique : • Lié à la régularisation des surfaces par l’algorithme 49 Phénomène de « drapage »