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Traitement d’image et morphologiefluviale d’un torrent en tresse : Le

Torrent de St Pierre au pré de MadameCarle (Hautes-Alpes (05), France)

Présenté par Fabien HUGUE

Maitre de Stage : Philippe BELLEUDY

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INTRODUCTIONINTRODUCTIONOBJECTIFSOBJECTIFS

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

B

B

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INTRODUCTIONINTRODUCTIONOBJECTIFSOBJECTIFS

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

Transfert du stock alluvial

(transport solide)

PROPOSITIONPROPOSITION

DD’’UNEUNE

METHODEMETHODE

Domaine dDomaine d’é’étudetude

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SOMMAIRESOMMAIRE

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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I- DESCRIPTION DU SITE ETUDIELocalisationLocalisation

• 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 torrentDescription du torrent

• Pré de Mme Carle = vallée glaciaire comblée

• Plaine alluviale composée de galets, sable et farine glaciaire

Source : Tiré d’une photographie aérienne de l’Institut de Géographie Alpine IGA, 1993.

Torrent de St Pierre

=

Torrent du glacier Blanc (eau)

+

Torrent du glacier Noir (matériaux)

(+ Torrent du glacier de la Momie)

Grande variabilité journalière

I- DESCRIPTION DU SITE ETUDIE

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VariabilitVariabilitéé

Evolution rapide du cours du torrent

Analyse diachronique sur images numérique = échelle de temps courte

Photos : P. BELLEUDY

I- DESCRIPTION DU SITE ETUDIE

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SOMMAIRESOMMAIRE

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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IIII-- METHODEMETHODEProtocoleProtocole

1. Sélection des images(Qualité et prise de vue)

Images de même Géométrie

(Superposition)

Images comparables entre elles

3. Classificationdes zones

Données « utilisables »

2. OrthorectificationGéoréférencement

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1. S1. Séélection des imageslection des images

Photos : A. LETREGUILLY, B. BOUDEVILLAIN.

-

-+

+

Contraste

Point de vueImage idéale

IIII-- METHODEMETHODE

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2. Orthorectification 2. Orthorectification et Get Gééororééfféérencementrencement

Objectif : représenter les images dans la même géométrieSuperposition 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

IIII-- METHODEMETHODE

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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).

IIII-- METHODEMETHODE2. Orthorectification 2. Orthorectification et Get Gééororééfféérencementrencement

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Image brute

Image orthorectifiée et géoréférencée

Image du 02/07/2007 à 11h30Photo : F. MACIAN

y

x

IIII-- METHODEMETHODE2. Orthorectification 2. Orthorectification et Get Gééororééfféérencementrencement

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Superposition des imagesSuperposition des images

Image A du 10/08/2007 : J.P. BOUILLIN.

Image B du 04/09/2003 : A. LETREGUILLY

Erreur de décalage (environ 10m)

=

Choix des points d’amer

+

Modèle d’orthorectification

+

Qualité du géoréférencement

Étude des grandes variabilités (>10m)

IIII-- METHODE et LIMITESMETHODE et LIMITES

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Objectif : comparer les images entre ellesClassification 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

3. Classification3. Classification IIII-- METHODEMETHODE

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a. Image orthorectifiée géoréférencée

b. Sélection des zones d’entraînement

c. Algorithme de classification

d. Image classifiée

Méthode de classification dite « supervisée »

IIII-- METHODEMETHODE3. Classification3. Classification

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Image orthorectifiée et géoréférencée

Image classifiée

Image du 02/07/2007 à 11h30Photo : F. MACIAN

IIII-- METHODEMETHODE3. Classification3. Classification

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Choix du nombre de classes

Possibilité de créer un masque pour cibler la zone d’intérêt

IIII-- METHODEMETHODE3. Classification3. Classification

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Artéfact de la classification :

différence de luminosité sur la zone

photo : F. MACIAN

IIII-- METHODE et LIMITESMETHODE et LIMITES3. Classification3. Classification

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SOMMAIRESOMMAIRE

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 fluvialeMorphologie fluviale IIIIII-- EXEMPLE DEXEMPLE D’’APPLICATIONAPPLICATION

Etude de la variabilité du cours d’eau par :

- Analyse temporelle

- Transects

4 septembre 2003 2 juillet 2007

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Analyse temporelleAnalyse temporelle

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).

IIIIII-- EXEMPLE DEXEMPLE D’’APPLICATIONAPPLICATION

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TransectsTransects

Transect perpendiculaire àla variation

Représentation d’une coupe donnant un graphe des

classes en fonction de la distance entre deux points

Classes

Distance

Eau

Grève

Banc végétalisé

Berge

IIIIII-- EXEMPLE DEXEMPLE D’’APPLICATIONAPPLICATION

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SOMMAIRESOMMAIRE

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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IVIV-- CONCLUSIONCONCLUSION

• 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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IVIV-- PERSPECTIVESPERSPECTIVES

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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REMERCIEMENTSREMERCIEMENTS

Général : Philippe BELLEUDY

Méthode d’orthorectification : Alexandre HAUET

Méthode de classification : Ghislain PICARD

Erwan PATHIER

Merci aux photographes amateurs

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/

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

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Merci pour votre attention