Traitement d`image et morphologie fluviale d`un torrent en tresse : Le

Traitement d’image et morphologie
fluviale d’un torrent en tresse : Le
Torrent de St Pierre au pré de Madame
Carle (Hautes-Alpes (05), France)
Présenté par Fabien HUGUE
Maitre de Stage : Philippe BELLEUDY
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INTRODUCTION
OBJECTIFS
B
B
24 juin 2006
22 septembre 2006
Peut-on utiliser ces images pour étudier l’évolution du
cours du torrent dans le temps par analyse diachronique?
Photos : A.M. BOULLIER; P. BELLEUDY
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OBJECTIFS
Image Numérique
de qualité courante
Discrimination des
différentes zones
du lit d’un
cours d’eau
Etude de la variabilité
d’un cours d’eau
dans le temps
INTRODUCTION
PROPOSITION
D’UNE
METHODE
Domaine d’étude
Transfert du stock alluvial
(transport solide)
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SOMMAIRE
I- Description du site étudié
II- Méthode du traitement d’images
et Limites
III- Un exemple d’application
IV- Conclusion et perspectives
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Localisation
I- DESCRIPTION DU SITE ETUDIE
• Nord du département des Hautes-Alpes (France)
• Massif des Ecrins (Barre des Ecrins 4100m)
• Confluence des Glaciers Blanc et Noir
Tiré de Wikipédia.org et du site internet www.pour-les-vacances.com
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Description du torrent
I- DESCRIPTION DU SITE ETUDIE
• Pré de Mme Carle = vallée glaciaire comblée
• Plaine alluviale composée de galets, sable et farine glaciaire
Torrent de St Pierre
=
Torrent du glacier Blanc (eau)
+
Torrent du glacier Noir
(matériaux)
(+ Torrent du glacier de la
Momie)
Grande variabilité journalière
Source : Tiré d’une photographie aérienne de l’Institut de Géographie Alpine IGA, 1993.
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Variabilité
I- DESCRIPTION DU SITE ETUDIE
Evolution rapide du cours du torrent
Analyse diachronique sur images numérique =
échelle de temps courte
Photos : P. BELLEUDY
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SOMMAIRE
I- Description du site étudié
II- Méthode du traitement d’images
et Limites
III- Un exemple d’application
IV- Conclusion et perspectives
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Protocole
1. Sélection des images
(Qualité et prise de vue)
II- METHODE
Données
« utilisables »
2. Orthorectification
Géoréférencement
Images de même
Géométrie
(Superposition)
3. Classification
des zones
Images comparables
entre elles
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II- METHODE
1. Sélection des images
Contraste
+
-
Point de vue
Photos : A. LETREGUILLY, B. BOUDEVILLAIN.
+
Image
idéale
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2. Orthorectification
et Géoréférencement
II- METHODE
Objectif : représenter les images dans la même géométrie
Superposition des images entres elles
Facilite l’analyse diachronique
Orthorectification :
correction des déformations de la photographie liées à la
projection de l’axe optique (distorsion)
Géoréférencement :
Représentation de l’image dans un système géographique
Image redressée semblable à une image aérienne
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2. Orthorectification
et Géoréférencement
II- METHODE
1. Choix des points d’amer (PA) sur l’image de base : points d’une
image qui restent fixes au cours du temps.
2. Trouver les coord. terrestres des PA (a partir d’une image aérienne)
3. Faire correspondre les PA en coord. pixel avec les PA en coord.
terrain (m).
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II- METHODE
2. Orthorectification
et Géoréférencement
Image brute
y
Image du 02/07/2007 à 11h30
Photo : F. MACIAN
Image orthorectifiée
et géoréférencée
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x
Superposition des images
II- METHODE et LIMITES
Erreur de décalage
(environ 10m)
=
Choix des points
d’amer
+
Modèle
d’orthorectification
+
Qualité du
géoréférencement
Étude des grandes
variabilités (>10m)
Image A du 10/08/2007 : J.P. BOUILLIN.
Image B du 04/09/2003 : A. LETREGUILLY
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II- METHODE
3. Classification
Objectif : comparer les images entre elles
Classification des zones du lit du torrent
Facilite l’analyse diachronique
Classification :
- Simplification de l’image par attribution de couleurs
artificielles (image standard)
- Correspondance entre classes d’information
(catégorie d’intérêt) et classes spectrales (groupes de
pixels de même intensité)
- Classification supervisée recommandée
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3. Classification
II- METHODE
Méthode de classification dite « supervisée »
a. Image orthorectifiée
géoréférencée
b. Sélection des zones
d’entraînement
c. Algorithme de
classification
d. Image classifiée
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II- METHODE
3. Classification
Image orthorectifiée
et géoréférencée
Image du 02/07/2007 à 11h30
Photo : F. MACIAN
Image classifiée
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3. Classification
II- METHODE
Choix du nombre de classes
Possibilité de créer un
masque pour cibler la
zone d’intérêt
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3. Classification
II- METHODE et LIMITES
Artéfact de la classification :
différence de luminosité sur la zone
photo : F. MACIAN
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SOMMAIRE
I- Description du site étudié
II- Méthode du traitement d’images
et Limites
III- Un exemple d’application
IV- Conclusion et perspectives
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Morphologie fluviale
III- EXEMPLE D’APPLICATION
Etude de la variabilité du cours d’eau par :
- Analyse temporelle
- Transects
4 septembre 2003
2 juillet 2007
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Analyse temporelle
III- EXEMPLE D’APPLICATION
Détection des changements significatifs entre deux
ou plusieurs images prises à des dates différentes
Perspective : créer des cartes d’évolution par soustraction
normalisée (analyse temporelle).
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Transects
III- EXEMPLE D’APPLICATION
Transect perpendiculaire à
la variation
Représentation d’une coupe
donnant un graphe des
classes en fonction de la
distance entre deux points
Eau
Grève
Classes
Banc végétalisé
Berge
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Distance
SOMMAIRE
I- Description du site étudié
II- Méthode du traitement d’images
et Limites
III- Un exemple d’application
IV- Conclusion et perspectives
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IV- CONCLUSION
• Méthode permettant une analyse diachronique
entre des images.
• Nécessité de procéder à un traitement d’image
Comparaison d’images semblables (forme).
• Problèmes de superposition liés à la méthode.
• Méthode utile pour analyser les grandes
variations des cours d’eau.
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IV- PERSPECTIVES
1. Amélioration de la méthode
• Connaître la position géographique réelle de chaque
point d’amer (par GPS ou théodolites sur le terrain).
• Tester d’autre logiciels pour l’orthorectification.
• Collecter des photos.
2. Utilisation de la méthode
• Etudier la variabilité pour mieux comprendre le
transfert du stock alluvial.
- Evolution des bancs
- Echelles de temps
- Hydrologie
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REMERCIEMENTS
Général :
Philippe BELLEUDY
Méthode d’orthorectification :
Alexandre HAUET
Méthode de classification :
Ghislain PICARD
Erwan PATHIER
Merci aux photographes amateurs
N’hésitez pas à nous envoyer vos photos du torrent de St Pierre au
pré de Mme Carle. Pour plus d’information :
Site web : http://ltheln21.hmg.inpg.fr/LTHE/spip.php?rubrique142
Collecte de nouvelles images du torrent de St Pierre au pré de Mme Carle sur le
site internet :
http://www.lthe.hmg.inpg.fr/~belleudy/reportage/PredeMadameCarle/
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Merci pour votre attention
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