Cartographie par télédétection optique MODIS des couverts neigeux en montagne

Jean-Pierre Dedieu

Description

Niveau: Supérieur, Master, Bac+5
Cartographie par télédétection optique MODIS des couverts neigeux en montagne : réalisation et analyse topographique (Asie centrale, Alpes) Laboratoire d'accueil : LTHE (Laboratoire d'étude des Transferts en Hydrologie et Environnement) Bâtiment CERMO 460 rue de la piscine Domaine universitaire , BP 53 38041 Grenoble cedex 09 Directeur de PFE : - M. Jean-Pierre Dedieu, chargé de recherche CNRS au LTHE Correcteurs :- Mme Tania LANDES, Maître de conférences, INSA Strasbourg -Mme Françoise NERRY, LSIIT Mémoire Présenté et soutenu le Mardi 14 juin 2011 Pour l'obtention du diplôme d'ingénieur INSA Spécialité topographie Par Violaine DOUTRELEAU Laboratoire d'accueil : LTHE (Laboratoire d'étude des Transferts en Hydrologie et Environnement) Bâtiment CERMO Domaine universitaire BP 53 38041 Grenoble cedex 09 Directeur de PFE : - M. Jean-Pierre Dedieu, Chargé de Recherche CNRS au LTHE Correcteurs :- Mme Tania LANDES, Maître de Conférences, INSA Strasbourg -Mme Françoise NERRY, LSIIT

• projet de réalisation de cartes


• suivi temporel de la surface enneigée


• bassin


• analyse topographique des couverts neigeux


• projet d'analyse topographique de l'enneigement


• analyse de la carte


• modis des couverts neigeux en montagne

Sujets

• Presente
• Dedieu
• Landes
• Bassin

Informations

• Publié par: profil-afte-2012
• Publié le: 01 juin 2011
• Nombre de lectures: 199
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

Cartographie par télédétection optique
MODIS des couverts neigeux en montagne :
réalisation et analyse topographique
(Asie centrale, Alpes)

Mémoire
Laboratoire d’accueil : LTHE (Laboratoire d’étude des Transferts en Hydrologie Présenté et soutenu le
et Environnement) Bâtiment CERMO

460 rue de la piscine Mardi 14 juin 2011
Domaine universitaire , BP 53
38041 Grenoble cedex 09
Pour l’obtention du diplôme d’ingénieur

Directeur de PFE : - M. Jean-Pierre Dedieu, chargé de recherche CNRS au LTHE INSA

Spécialité topographie
Correcteurs :- Mme Tania LANDES, Maître de conférences, INSA Strasbourg Par Violaine DOUTRELEAU -Mme Françoise NERRY, LSIIT

Laboratoire d’accueil : LTHE (Laboratoire d’étude des Transferts en Hydrologie
et Environnement)

Bâtiment CERMO
Domaine universitaire
BP 53
38041 Grenoble cedex 09


Directeur de PFE : - M. Jean-Pierre Dedieu, Chargé de Recherche CNRS au LTHE


Correcteurs :- Mme Tania LANDES, Maître de Conférences, INSA Strasbourg
-Mme Françoise NERRY, LSIIT




Violaine Doutreleau



REMERCIEMENTS

Je tiens à remercier en premier lieu toutes les personnes qui m’ont suivie, encouragée et donné les
moyens de parvenir à l’accomplissement de ces études.

Particulièrement, suite à ce projet de fin d’études, je remercie Mr J.-P. Dedieu, mon maitre de stage,
qui m’a encadré durant ce projet. Diplômé de l’IGN, et chargé de recherche CNRS au LTHE
(Laboratoire d’étude des Transferts en Hydrologie et Environnement), il a validé les différentes étapes
de mon travail et m’a permis de mieux comprendre certains points théoriques. Ses connaissances
m’ont guidée au fil de ce projet.

Pour l’aspect technique d’utilisation des logiciels je remercie les multiples membres du LTHE qui m’ont
permis d’avancer dans mes recherches.
Christine Barachet, informaticienne de formation m’a permis de mieux comprendre la philosophie du
langage python. Nous avons pu échanger des idées et solutions avec les stagiaires Alexandre Mary
de Météo-France (travaille sous Geomatica) et Romain Lemettais (travaille sous ArcGis et Access).
Julie Gardelle ancienne INSA, doctorante en glaciologie m’a permis de mieux comprendre certains
paramètres utilisés sous Géomatica.

Je tiens également à remercier d’autres étudiants du LTHE qui se sont questionnés sur ma production
de cartes. Ceci m’a apporté de nouvelles pistes de recherche et une autre vision de mon travail.

Puis l’interaction avec le monde de la recherche m’a permis de découvrir de nouveaux logiciels, et
fonctionnalités de logiciels que je ne connaissais pas encore et qui m’ont facilité le travail (Ant
Renamer, TeamViewer…).

Enfin je remercie le LTHE, mon laboratoire d’accueil, qui m’a permis de réaliser ce projet dans de
bonnes conditions autant au niveau social que professionnel.
Rapport de PFE-Juin 2011



SOMMAIRE
1 INTRODUCTION ........................................................................................................................................ 1
1.1 Le sujet d’étude ... 1
1.2 Contexte du projet ............................................................................................................................. 1
1.2.1 Le laboratoire d’accueil ................... 1
1.2.2 Projet de réalisation de cartes (Kyrgyzstan) .................... 2
1.2.3 Projet d’analyse topographique de l’enneigement (Europe) ........................... 2
1.3 Les objectifs et les lignes suivies .................................................................................................. 3
1.4 Plan du rapport .................................. 3
2 LE CAPTEUR MODIS ................................................................................................ 5
2.1 Les caractéristiques techniques du capteur MODIS .............................. 5
2.2 Les produits issus du capteur MODIS ......................................................................................... 5
2.2.1 Les données de réflectance MOD09 ................................ 6
2.2.2 Les produits de neige ...................................................... 7
3 ETAT DE L’ART ......................................................................................................................................... 9
3.1 Présentation de la méthode actuelle de réalisation des cartes ........ 9
3.1.1 Les algorithmes ............................................................. 10
3.1.2 Analyse des cartes ......................................................................................... 12
3.2 Analyse topographique des couverts neigeux ..................................... 14
3.2.1 Bilan des connaissances ................................................................................ 14
3.2.2 Résultats des précédents stagiaires ............................................................... 15
4 SUIVI DYNAMIQUE DE L’ENNEIGEMENT, BASSIN VERSANT DU SYR DARIA AU
KYRGYZSTAN ....................................................................................................................................... 17
4.1 Les données ...... 17
4.1.1 Images de réflectance ................................................................................................................... 17
4.1.2 Produit- neige ............................... 17
4.1.3 MNT SRTM .................................................................................................................................... 17
4.2 Traitements ...... 19
4.2.1 Suivi de la chaine de traitements .. 19
4.2.2 Précision relative des deux types de cartes ................................................................................... 21
4.2.3 Carte d’occupation des sols ........................................... 22
4.2.4 Suivi temporel de la surface enneigée ........................... 23
4.3 Analyse des résultats ..................................................................................... 24
4.3.1 Evaluation de l’automatisation ..................................................................... 24
4.3.2 Evaluation qualitative ................... 24
4.3.3 Précision relative des cartes .......................................... 24
Violaine Doutreleau



4.3.4 Suivi temporel de la surface enneigée ........................................................................................... 28
5 ETUDE TOPOGRAPHIQUE DE L’ENNEIGEMENT SUR L’EUROPE ........................................... 33
5.1 Les données ...................................................................................................... 34
5.1.1 Les cartes ...... 34
5.1.2 Le MNT et ses produits dérivés ..................................... 34
5.1.3 Les données statistiques ............................................................................... 36
5.2 Les traitements ................................................................ 37
5.2.1 Suivi temporel de la surface enneigée ........................... 37
5.2.2 Relation Altitude / Enneigement ................................... 37
5.2.3 Relation Orientation/Enneigement ............................... 38
5.2.4 Etude de la limite inférieure de la neige ........................................................................................ 39
5.2.5 Relation Orientations/Limite inférieure de la neige ...... 40
5.2.6 Etude de la durée moyenne d’enneigement .................. 40
5.3 Analyse des résultats ..................................................................................................................... 41
5.3.1 Suivi temporel de la surface enneigée ........................... 41
5.3.2 Relation entre enneigement et altitude ........................ 43
5.3.3 Courbes de fusion par tranche d’orientation ................. 48
5.3.4 Limite de la neige .......................................................................................................................... 49
6 CONCLUSION ET PERSPECTIVES ..................................... 54
6.1 Réalisation des cartes sur le bassin versant du Syr Daria au Kyrgyzstan .................. 54
6.2 Analyse topographique de l’enneigement sur l’Europe ................................................... 54
6.3 Bilan sur le projet ........................................................................................... 55
7 TABLE DES ILLUSTRATIONS ............................................................................................................. 56
8 BIBLIOGRAPHIE .................................... 59
9 SITES INTERNET ................................................................................................... 61
10 TABLE DES ANNEXES ........................................................... 61

Rapp