Etude couplée modélisation/ télédétection pour le suivi des états et bilans hydriques de surface en zone sahélienne PDF Download
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Author: Stéphane Saux Picart
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Languages : fr
Pages : 183
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Book Description
Dans le contexte du programme AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine), l'objectif du travail effectué est de mieux comprendre et quantifier les processus de surface agissant sur les flux de chaleur sensible et latente en région sahélienne. Une approche couplant modélisation des échanges d’énergie et d’eau à l’interface Sol-Végétation-Atmosphère et télédétection spatiale permet une analyse spatialisée à différentes échelles. Le modèle SEtHyS_Savannah a été développé et adapté aux zones semi-arides. Dans un premier temps un étalonnage des paramètres et une validation locale du modèle ont été effectués grâce aux mesures acquises dans le cadre du programme AMMA sur deux parcelles (mil et jachère) au Niger. Puis des méthodes spécifiques de traitement des données de télédétection multi capteurs ont été développées et/ou appliquées pour les besoins de la mise en place et de la validation de la modélisation spatialisée à l’échelle du super-site AMMA/Niger. Ainsi les données SPOT haute résolution ont permis de déterminer une classification de l’occupation du sol et les cycles d’évolution de la
Author: Stéphane Saux Picart
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 183
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Book Description
Dans le contexte du programme AMMA (Analyse Multidisciplinaire de la Mousson Africaine), l'objectif du travail effectué est de mieux comprendre et quantifier les processus de surface agissant sur les flux de chaleur sensible et latente en région sahélienne. Une approche couplant modélisation des échanges d’énergie et d’eau à l’interface Sol-Végétation-Atmosphère et télédétection spatiale permet une analyse spatialisée à différentes échelles. Le modèle SEtHyS_Savannah a été développé et adapté aux zones semi-arides. Dans un premier temps un étalonnage des paramètres et une validation locale du modèle ont été effectués grâce aux mesures acquises dans le cadre du programme AMMA sur deux parcelles (mil et jachère) au Niger. Puis des méthodes spécifiques de traitement des données de télédétection multi capteurs ont été développées et/ou appliquées pour les besoins de la mise en place et de la validation de la modélisation spatialisée à l’échelle du super-site AMMA/Niger. Ainsi les données SPOT haute résolution ont permis de déterminer une classification de l’occupation du sol et les cycles d’évolution de la
Author: Vincent Godard
Publisher: FeniXX
ISBN: 2402571608
Category : Science
Languages : fr
Pages : 453
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Book Description
Cette recherche s'inspire des méthodes d'inventaire expérimentées depuis quelques années en zone agricole tempérée. Son objectif est d'adapter, au milieu naturel tropical sec, une analyse de l'occupation du sol reposant sur la représentativité, la fiabilité, et la précision des estimations de superficies. Au-delà d'une simple acclimatation au milieu naturel tropical, cette recherche méthodologique se propose d'étudier les avantages qu'il est possible d'attendre d'une utilisation conjointe de la télédétection et de l'enquête de terrain dans les inventaires d'occupation du sol. Elle a été testée en zone sahélienne du sud de la Mauritanie. La méthode d'inventaire proposée, repose sur le principe d'un échantillonnage aréolaire aléatoire de la zone d'étude. Les unités d'enquête, appelées segments, ont toutes la même superficie, leur répartition est effectuée par tirage systématique non-aligné, que l'on peut qualifier de "systématique et aléatoire". C'est à l'intérieur des segments, que sont effectuées les observations du milieu. À partir d'un constat de sous-exploitation des données satellitaires dans les inventaires en milieu naturel, cette recherche méthodologique tente de rationaliser les phases de préparation et de collecte des données, mais aussi celles de production des cartes et des statistiques d'occupation du sol en zone sèche. Les apports méthodologiques sont donc répartis en amont et en aval des opérations d'inventaire. À partir d'un enregistrement du satellite SPOT, une pré-classification est effectuée, pour réaliser et contrôler le plan de sondage, pour déterminer la taille optimale des unités d'enquête et des unités d'observation, pour guider la sélection des parcelles d'observation sur le terrain, pour améliorer la sélection des parcelles d'initialisation et de contrôle de classification au retour du terrain, etc. Une estimation de la superficie des différentes catégories d'occupation du sol est effectuée, ainsi qu'une estimation de la précision de cette estimation (pratique encore exceptionnelle pour les inventaires d'occupation du sol en Afrique tropicale sèche). Ces estimations sont réalisées avec et sans l'apport des données satellitaires, et leurs résultats sont comparés. L'apport de la télédétection, matérialisé par un redressement des estimations à l'aide de la méthode de l'estimateur par la régression, se caractérise par un accroissement de la précision relative des estimations et de l'efficacité de l'enquête de terrain. Sur les deux zones d'enquête qui ont servi de support à cette recherche, celle de Rosso voit sa précision relative moyenne passer de 38,5 % à 85,5 %, alors que celle de Lekseïba passe de 54,5 % à 88 % grâce à l'apport de la télédétection. En termes d'efficacité, sans l'apport de l'imagerie satellitaire, il aurait fallu - pour obtenir une précision moyenne équivalente, c'est-à-dire supérieure à 85 % - 28 fois plus d'unités d'enquête à Rosso et 11 fois plus à Lekseïba.
Author: Anne-Laure Cognard-Plancq
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Languages : fr
Pages : 247
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UNE BONNE CONNAISSANCE DE L'ETAT HYDRIQUE DU SOL OFFRE DES POSSIBILITES INTERESSANTES POUR AMELIORER LA MODELISATION DES DEBITS A L'EXUTOIRE DE PETITS BASSINS VERSANTS AGRICOLES. DANS CETTE OPTIQUE, L'OBJECTIF DE CETTE RECHERCHE ETAIT D'ELABORER ET DE METTRE EN UVRE UNE METHODOLOGIE PERMETTANT LE SUIVI DE L'ETAT HYDRIQUE DES SOLS PAR TELEDETECTION SPATIALE (RADAR ET INFRAROUGE THERMIQUE) EN VUE DE L'INTEGRATION DE CETTE INFORMATION DANS UN MODELE HYDROLOGIQUE. L'ETUDE MENEE SUR LA BRETAGNE DE 1992 A 1994 A D'ABORD MONTRE, EN PERIODE DE FAIBLE DEVELOPPEMENT DE LA VEGETATION, LA CAPACITE DU RADAR A OUVERTURE SYNTHETIQUE DU SATELLITE ERS1 A ESTIMER L'ETAT HYDRIQUE DE SURFACE DU SOL A L'ECHELLE D'UN BASSIN VERSANT DE RECHERCHE (NAIZIN, MORBIHAN). CE RESULTAT A ETE GENERALISE A L'ECHELLE REGIONALE SUR UNE QUARANTAINE D'AUTRES BASSINS VERSANTS. CEPENDANT, EN PERIODE ESTIVALE LE SUIVI DE L'HUMIDITE DU SOL EST PERTURBE PAR LE COUVERT VEGETAL QUI INFLUENCE FORTEMENT LE SIGNAL RADAR RETRODIFFUSE. DANS UN SECOND TEMPS, LA RESOLUTION DU BILAN ENERGETIQUE A LA SURFACE DU SOL A PERMIS D'EXPLOITER EN TERME D'HUMIDITE DE SURFACE DU SOL LES DONNEES RECUEILLIES DANS L'INFRAROUGE THERMIQUE PAR LE RADIOMETRE AVHRR DU SATELLITE NOAA. EN RAISON DES CONDITIONS LOCALES CLIMATIQUES ET D'OCCUPATION DU SOL, IL EST APPARU DIFFICILE D'ACCEDER PAR CETTE METHODE A L'HUMIDITE DE LA COUCHE RACINAIRE ET SEUL L'ETAT HYDRIQUE DE SURFACE A PU ETRE OBTENU. LE TROISIEME VOLET DU TRAVAIL A CONSISTE A COMPARER L'ETAT HYDRIQUE ESTIME PAR TELEDETECTION AVEC LES SIMULATIONS D'UN MODELE HYDROLOGIQUE CONCEPTUEL GLOBAL. LES BONS RESULTATS OBTENUS OUVRENT DE LARGES PERSPECTIVES D'ASSIMILATION DES DONNEES DE TELEDETECTION POUR LA MODELISATION DES DEBITS DES RIVIERES ET LA GESTION DES RESSOURCES EN EAU SUPERFICIELLES
Author: Nicolas Baghdadi
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784051594
Category : Agriculture
Languages : fr
Pages : 445
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Book Description
Les réservoirs hydrologiques continentaux jouent un rôle essentiel pour la vie sur Terre. Cependant, le cycle hydrologique continental reste l’une des composantes les moins bien connues du système climatique. Cet ouvrage présente les principales applications de la télédétection pour l’hydrologie continentale. Après avoir étudié la caractérisation des états des surfaces continentales par télédétection active et passive, il aborde l’application de l’observation spatiale dans le suivi des eaux de surface et des eaux souterraines : suivi de l’Antarctique par altimétrie radar, caractérisation des redistributions de masse d’eau par la mission GRACE, potentiel de la technique GNSS-R en hydrologie. L’assimilation des mesures et produits de télédétection dans les modèles de fonctionnement de différents processus liés au cycle de l’eau est également détaillée.
Author: Azza Gorrab
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 217
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Le recours à la caractérisation des états hydrique, géométrique et physique de surface du sol est essentiel dans la gestion et la conservation des ressources naturelles dans les régions agricoles semi-aride. Dans ce contexte, les travaux de cette thèse visent à estimer la variabilité spatio-temporelle des paramètres de surfaces agricoles nues (humidité, rugosité et texture) moyennant des données radars multi-temporelles acquises en bande X à haute résolution spatiale. Une nouvelle description de l'état géométrique des sols est d'abord proposée à travers l'estimation d'un nouveau paramètre de rugosité, le paramètre Zg, estimé en fonction de trois paramètres statistiques de rugosité (écart type des hauteurs "s", longueur de corrélation "l" et la forme de la fonction de corrélation). Les simulations des signaux radar montrent une très forte corrélation avec ce paramètre de rugosité. L'apport du paramètre Zg est confirmé à travers une large base de données expérimentale et spatiale acquises sur différents sites en France. Le deuxième volet de cette thèse présente une analyse des sensibilités des signaux radars issus de capteurs (TerraSAR-X et COSMO-SkyMed), aux paramètres de surface (l'humidité et les trois paramètres de rugosité : s, Zs=s2/l et Zg). Une forte corrélation est observée entre les mesures radars acquises à différentes configurations (polarisations HH et VV, et à 26° et 36°d'incidences) et tous les paramètres du sol. Cette analyse est suivie par des comparaisons des coefficients de rétrodiffusion réels et simulés à partir des modèles physique et semi empirique couramment utilisés : Modèle d'équation intégrale " IEM " de Fung et al., 1992, Modèle de Dubois (Dubois et al., 1995) et le Modèle IEM empiriquement calibré par Baghdadi et al., 2011. Le dernier modèle a montré une forte cohérence avec les mesures radar. Dans le troisième volet, une méthode empirique de détection de changement est développée, en combinant les images radars TerraSAR-X avec des données d'humidités ponctuelles dérivées du réseau des 7 capteurs repartis sur la zone d'étude en continue, pour spatialiser l'état hydrique du sol. La performance de l'algorithme proposé, est évaluée et validée sur de nombreuses parcelles de référence. La spatialisation de la teneur en argile des sols est déduite à partir du calcul de la moyenne des cartes de l'état hydrique du sol (une erreur quadratique moyenne équivalent à 108 g/kg). Pour cartographier la rugosité des sols, des relations empiriques reliant le signal radar aux paramètres de rugosité (Ecart type des hauteurs et le paramètre Zg) étaient élaborées. En inversant les mesures radars, les cartes de rugosité qui en résultent, ont permis de distinguer différents états de surface des sols (labourés, dégradés ou en jachère). Dans le dernier volet, un modèle d'estimation du bilan hydrique des sols agricoles nus " MHYSAN " qui simule l'évaporation et l'état hydrique surfacique est développé. Cette dernière partie souligne le potentiel de calibrer un modèle hydrologique des sols en assimilant les produits d'humidité radars.
Author: Nicolas Baghdadi
Publisher: ISTE Group
ISBN: 1784051608
Category : Agriculture
Languages : fr
Pages : 362
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Book Description
Le suivi de la dynamique des milieux urbains et des zones côtières soulève des questions importantes en termes de développement durable. Il représente un outil essentiel pour une meilleure prise en compte de la pression anthropique et de l’impact des changements climatiques. Observation des surfaces continentales par télédétection IIIprésente des applications de la télédétection en milieux urbains et en zones côtières. Il explicite son usage dans les processus de décision territoriale, la planification et la reconnaissance d’objets – étalement urbain, pollution lumineuse, qualité de l’air. Il traite par la suite de l’observation de la couleur de l’eau et l’étude de la dynamique côtière (trait de côte, bilan sédimentaire) avant d’analyser la dynamique des mangroves.
Author: Eduardo D. Assad
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 57
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Book Description
Bariu(1978) definit la teledetection comme un ensemble de techniques capables de fournir a distance, les informations relatives a un objet en utilisant l'etude de l'emission et de la relexion des rayonnements electromagnetiques dans l'ensemble du spectre de longueurs d'ondes allant des ultraviolets aux hyperfrequences (300 A* a 3 km de longueur d'onde). Si nous considerons le domaine du spectre visible (0,4 m a 0,7 m) et de l'infra-rouge thermique (10 a 12 m), il est possible d'obtenir des informations, a partir de la teledetection, sur l'etat hydrique et sur la temperature d'une surface. L'approche proposee dans ce travail, qui a deja fait l'objet d'etudes et recherches de SEGUIN(1980) et BAELS(1980) est basee sur l'utilisation de mesures radiometrique de la temperature de surface et de l'albedo par satellites, dans les bilans energetiques et hydriques d'une surface. Ces mesures radiometriques offrent comme avantages: - L'extension spatiale des donnees au sol; - L'evolution journaliere, saisoniere, anuelle ou plurianuelle des faits affectant le sol; - La caracteristique interative de l'acquisition des donnees dans une zone determinee. On peut donc envisager: - Le comportement des terrains a humidite variable par rapport a l'evolution saisoniere; - Les conditions d'alimentation hydrique du substrat vegetal; - L'evolution des regimes thermiques. La teledetection est donc un puissant outil d'aide a la recherche en ce qui concerne les etudes de diagnostic agroclimatique a l'echelle regionale. Les objetifs de cette etude sont: - Determiner a l'echelle regionale l'evapotranspiration d'une surface a partir des donnees satellites en utilisant le bilan d'energie. - Verifier si possible la validite des methodologies mises au point par SEGUIN(1980) dans la region de la CRAU (FRANCE), pour les regions tropicales du BRASIL et du SENEGAL; - Comparer les resultats obtenus par teledetection spatiale avec le Bilan Hydrique des cultures, etablie a partir des donnees mesures au sol. En fonction du caractere multidisciplinaire de la methodologie proposee, nous avons decide de faire des rappels, par modules, des approches se referant a la teledetections, le Bilan Energetique, la thermographie Infra-Rouge, et le Bilan Hydrique des cultures. Notre intention n'est pas d'epuiser la discussion Theorique sur ces trois sujets. Nous nous sommes seulement concentres sur l'application des ces techniques dans le domaine agroclimatique.
Author: Benoît Cheul
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Category :
Languages : fr
Pages : 203
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Book Description
Le Sud-Ouest de la France est la région pour laquelle le changement climatique aura les effets les plus difficiles à mitiger. L'agriculture est déjà à l'origine de 41 % des prélèvements en eau du bassin Adour-Garonne et devra s'adapter aux conséquences du changement climatique sur cette ressource : précipitations plus irrégulières, baisse des débit des cours d'eau. Pour cela la mise en place de nouveaux outils de suivi et de diagnostique sera nécessaire à la gestion durable de la ressource. Dans le cas des surfaces agricoles, le bilan hydrique est fortement contraint par les pertes vers l'atmosphère que représente le flux d'évapotranspiration, qui est une composante du bilan couplé d'eau et d'énergie de la surface. Le suivi de l'évapotranspiration permet en particulier d'identifier les périodes de stress hydrique. L'estimation de l'évapotranspiration à grande échelle est basée sur l'exploitation des images de télédétection spatiale ainsi que l'utilisation parfois combinée de la modélisation physique des transferts à la surface. Selon le domaine de longueur d'onde utilisé en observation de la Terre: visible, infrarouge-thermique ou hyperfréquences, nous avons accès à des propriétés ou caractéristiques différentes de la surface. Le domaine des hyperfréquences (radar) à la particularité d'être peu sensible à la présence d'un couvert nuageux, ce qui n'est pas le cas pour le visible et l'infrarouge thermique. Le radar présente aussi une sensibilité à la structure géométrique de la cible et au contenu en eau. Le domaine visible et proche infrarouge permet de suivre l'évolution de la couverture végétale à l'aide d'indices spectraux. Quant au domaine infrarouge thermique, il permet d'évaluer la température de surface et peut détecter des situations de stress hydrique. La combinaison des trois domaines de longueur d'onde, avec leurs apports respectifs, avec un modèle de bilan d'eau et d'énergie pourrait permettre de mieux suivre les processus du bilan d'énergie de la surface. L'étude menée s'intéresse aux complémentarités des 3 domaines spectraux sur un cas réel de suivi de cultures de blé et de tournesol sur le sud ouest de la France au cours de l'année 2010. Nous étudions plus précisément les variabilités spatiale et temporelle d'un indice de végétation (le GAI), de la température de surface (Ts) et du coefficient de rétrodiffusion radar en bande-C sur un ensemble de 13 parcelles de blé et de 5 parcelles de tournesol. L'exploitation de cette variabilité spatio-temporelle nous permet de sélectionner des scénarios de simulation du bilan hydrique spatialisé avec le modèle de bilan d'eau et d'énergie SetHyS (Suivi de l'État Hydrique de la Surface) contraint par les indicateurs issus des images de télédétection. [...].
Author: Ignacio Touriño Soto
Publisher: Editions Universitaires Européennes
ISBN: 9783838181554
Category :
Languages : fr
Pages : 320
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Book Description
Cette publication réponds au souci des décideurs à définir de zones de modulation intra parcellaire et à identifier au sein d'un bassin agricole les zones présentant le plus grand potentiel pour la mise en place d'une démarche d'agriculture de précision. L'originalité de cette approche repose sur l'étude de la variabilité des sols (le pattern) et non de la valeur de réflectance. Cela permet de surmonter un des problèmes récurrents de l'étude des sols par télédétection qui est le nombre de facteurs influençant cette mesure. Sous l'hypothèse que le "vrai pattern" du sol correspond à celui qui est temporellement stable, une méthode permettant d'identifier les images où ce pattern est présent à l'échelle parcellaire est proposée. La source de cette variabilité est ensuite expliquée Le vrai pattern confronté à des cartes de rendement intra-parcellaire ont permis d'apporter des éléments de réponse aux relations entre pattern du sol et celui du rendement A l'échelle d'un bassin versant et pour permettre aux décideurs de prioriser les zones de démarche d'une agriculture de précision, une méthode de classification en zones de variabilité ayant une signification agronomique est proposée.
Author: CATHERINE.. GOLAZ-CAVAZZI
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages :
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Book Description
CETTE THESE EST UN APPORT AU PROJET GEWEX-RHONE, DONT L'OBJET EST LA MODELISATION COUPLEE DES COMPOSANTES CONTINENTALE ET ATMOSPHERIQUE DU CYCLE DE L'EAU, A L'ECHELLE REGIONALE. DANS LE CADRE DE CE PROJET, DEUX MODELES HYDROLOGIQUES, DIFFERANT PAR LEUR MODE DE CALCUL DU BILAN HYDRIQUE, SONT APPLIQUES SUR LE BASSIN DU RHONE, POUR EN SIMULER LE COMPORTEMENT DE 1981 A 1995. LEUR STRUCTURE DISCRETISEE PERMET DE PRENDRE EN COMPTE LES HETEROGENEITES DU MILIEU, ET D'AUTORISER LES ECHANGES VERTICAUX AVEC LE MODELE METEOROLOGIQUE. LE MODELE STANDARD MODCOU CALCULE LE BILAN HYDRIQUE AU MOYEN DE MODELES A RESERVOIRS, AU PAS DE TEMPS JOURNALIER. PEU EXIGEANT EN DONNEES, IL NECESSITE UNE LONGUE PHASE DE CALAGE. DANS LE MODELE COUPLE CIRSE, LE SCHEMA DE SURFACE ISBA-CROCUS, CALCULE DE FACON EXPLICITE LES BILANS ENERGETIQUE ET HYDRIQUE AU PAS DE TEMPS DE CINQ MINUTES. TRES EXIGEANT EN DONNEES, IL NE NECESSITE PAS DE PHASE DE CALAGE, LES PARAMETRES DES EQUATIONS AYANT ETE PRECEDEMMENT ETALONNES. MODCOU ET CIRSE DONNENT TOUS DEUX DES RESULTATS SATISFAISANTS. LES LAMES D'EAU RESTITUEES PAR CIRSE SONT PLUS PROCHES DES OBSERVEES QUE CELLES CALCULEES PAR MODCOU. C'EST PRINCIPALEMENT LA PRISE EN COMPTE DU CYCLE DE LA VEGETATION DANS LE CALCUL DE L'ETR, QUI CONDUIT A CE MEILLEUR RESULTAT. PAR CONTRE, SI L'ON ETUDIE LES SORTIES DES DEUX MODELES AVEC UN PAS DE TEMPS DE L'ORDRE DE LA SEMAINE, MODCOU OBTIENT DE MEILLEURS RESULTATS QUE CIRSE, EN RAISON DE LA PROCEDURE DE CALAGE. SI L'AMELIORATION DU CALCUL DU BILAN HYDRIQUE APPORTE PAR CIRSE APPARAIT D'ORES ET DEJA AU TRAVERS DE CES PREMIERS RESULTATS, CETTE THESE ILLUSTRE POUR LA PREMIERE FOIS L'APTITUDE DE MODCOU A REPRODUIRE LE COMPORTEMENT D'UN BASSIN DE TAILLE REGIONALE. ENFIN AU TRAVERS D'UNE
