Atelier Litto3D GEOPAL · Litto3D® - Nouvelles données ... le développement de projets et la prévention des risques » ... technologie lidar aéroporté

Atelier Litto3D GEOPAL - Nantes 22 mars 2013

Litto3D® : un socle géographique commun

pour le littoral

Atelier Litto3D

GEOPAL

Nantes – 22 mars 2013

Vincent Lamarre (SHOM)


Sommaire

Litto3D® - Contexte et enjeux

Litto3D® - Nouvelles données – Lidar bathy

Litto3D® - Point d’avancement

Litto3D® - Produit et diffusion

Quelques applications


Établir un modèle altimétrique à haute

résolution, précis, continu terre-mer, sur

l’ensemble du littoral :

données vérifiées et qualifiées

données standardisées, facilitant le partage

d’expériences, le développement d’applications

et leur utilisation

mise en commun des efforts et partage de

l’information.

Litto3D® - Contexte

Programme mené par les deux opérateurs nationaux de

l’information géographique de référence, le SHOM et l’IGN


Litto3D® - Les besoins

4

Prévention et gestion des risques

Nécessité de disposer d’un

socle de données de référence

utilisable par le maximum

d’acteurs

Protection de l’environnement

Développement économique Aménagement du littoral


Le programme Litto3D est une réponse :

aux décisions du comité interministériel de la mer (CIMER) d’avril 2003 et du comité interministériel d'aménagement et de développement du territoire (CIADT) de septembre 2004 :

« le SHOM et l’IGN doivent s’associer afin d’étudier la manière de produire le référentiel géographique du littoral (RGL) »

aux décisions du CIMER de décembre 2009 :

« l’établissement d’un référentiel continu et précis de notre littoral […] est indispensable pour l’aménagement du territoire, le développement de projets et la prévention des risques »


la directive cadre sur l’eau (2000),

la directive inondations (2007),

la directive cadre de la stratégie sur le milieu marin (2008),

ainsi qu’aux axes relatifs à l’amélioration de la connaissance

décrits dans le Plan submersions rapides 2011-2016 (février

2011), et dans la Stratégie nationale de gestion intégrée du

trait de côte (mars 2012), du ministère du développement durable

Il permet également de répondre aux obligations nées des

directives européennes :

Le programme Litto3D est une réponse :


Un modèle altimétrique précis et continu terre-mer

Emprise

• terre : altitude 10 m et au moins 2 km à partir du trait de côte

• mer : isobathe 10 m (étendu à 20 / 30 m dans certaines zones)

Sur terre

• précision verticale 20 cm

• résolution métrique

• filtré du sursol

En mer

• précision verticale 50 cm

• résolution 5 m

Litto3D® "socle géographique commun pour le littoral"


Sommaire







Litto3D® : données actualisées

Levé LIDAR TOPOGRAPHIQUE

SMF

Plus haute mer astronomique coeff 120

Levé LIDAR BATHYMETRIQUE

Plus basse mer astronomique coeff 120

Levé LIDAR TOPOGRAPHIQUE

SMF

Plus haute mer astronomique coeff 120

Levé LIDAR BATHYMETRIQUE

Plus basse mer astronomique coeff 120

LIDAR = LIght Detection And Ranging

« Mesure de distance par détection de lumière »


1064nm

532nm

XYZ + Attitude

Waveform

t0 Surface

t1

Fond

t2

Litto3D® : technologie lidar aéroporté


Balayage par système

de miroir basculant



Speed

80 m/s

70 m/s

Flight altitude

1200 m

400 m Pulse frequency

100 kHz

1 to 3 kHz

1,00 m

2 to 5 m

Angle of scan

20° Vertical accuracy (95%)

15 cm

40 cm

swath

800 m

220 m

Main parameters ALTopo ALBathy (typical values)



Principales limitations

Turbidité

Déferlement

Principaux avantages

Levé dans des zones inaccessibles aux moyens

classiques

Rendement, rapidité d’exécution



Chaussée de Sein

Baie du Lazaret



Rendement :

Languedoc-Roussillon

Levé LiDAR

Fonds 0-15 m

20 jours sur zone – 9 journées de vol (45 h cumulées)

400 km² couverts Levé SMF

Fonds 5-10 m

5 jours sur zone – 1 journée BH2 et 3 journées VH

4 km² couverts



Semis de points

Format LAS 1.1 (.las)

Bathy lidar

Couplage levé lidar bathy classique & lidar topo-bathy à haute résolution

5*5



Semis de points

Format LAS 1.1 (.las)

VSW topo-bathy lidar

Couplage levé lidar bathy classique & lidar topo-bathy à haute résolution

5*5

0,7*0,7


Bathy lidar


Ouessant – Porz ar Lan

Sea surface

VSW topo-bathy lidar (RIEGL)



Ile de Sein

Litto3D est cofinancé par l’Union européenne. L’Europe s’engage en Bretagne avec le Fonds

européen de développement régional.



Le SHOM a utilisé la plupart

des systèmes disponibles



Sommaire







Partie terrestre

Intégralement programmée et financée grâce à l’accélération du programme

à l’initiative de la direction générale de la prévention des risques

Fin prévue mi-2013

Partie maritime

Nécessite des collaborations régionales pour la mise en place des

financements, notamment financements européens

40 % de la production réalisée ou en cours

60 % reste à lancer

Litto3D® - Avancement du programme


Parties terrestres et

maritimes produites

ou programmées

Partie terrestre

produite ou

programmée



Antilles

Martinique

Guadeloupe

Océan Indien Reunion

Mayotte

Iles Eparses

France métropolitaine

Languedoc-Roussillon

2009 et 2011

Var 2010

PACA 2012

Finistère



Sommaire







Semis de points

Format XYZC (.xyz)

Modèle maillé – 1 m & 5 m

Format Arc ASCII Grid (.asc)

Spécifications techniques du produit Litto3D v1.0 - v1.5 du document :

Produit Litto3D®

• Propriétaire du produit : IGN & SHOM

• Diffusion libre : licence Opendata « Licence Ouverte / Open Licence »

version 1.0 d’octobre 2011 (Etalab)

Litto3D® - Produit & Diffusion


50 couches géographiques

Co-visualisation de couches d’autres portails

Diffusion Inspire

• Conformité pour les services de consultation, de téléchargement, de changement de projection

Data.shom.fr Litto3D® - Produit & Diffusion


Data.shom.fr Litto3D® - Produit & Diffusion

http://data.shom.fr/


Dynamique autours de la diffusion / valorisation des données Litto3D

Diffusion des données

Formation des utilisateurs

Capitalisation – Valorisation de la donnée Litto3D

Litto3D® - Diffusion & Valorisation

Valorisation de la donnée en ligne

Groupe de travail


Sommaire







Réalisation de simulations de propagation de vagues avec deux

types de données : données existantes Histolitt et données

Litto3D

Prise en compte exactement des mêmes conditions

océanographiques (mêmes trains de vagues) : seule la

bathymétrie change

Evaluation de l’influence de la bathymétrie sur les hauteurs de

vagues et le déferlement à la côte

Litto3D® - Applications

Submersion marine – Vulnérabilité


Zone de simulation autour de Molène

Disponibilité à la fois de données Litto3D et Histolitt

Houle de 6 mètres au large, avec une période de 18 s






Etude du Wave Set-Up sur des profils 1D

Wave set-up = Augmentation du niveau moyen à la côte

due aux vagues

Facteur de submersion différent du déferlement


Exemple de profil n°1

données Histolitt données Litto3D




Comparaison des données de bathymétrie le long du profil

données Histolitt « relativement » proches de Litto3D ; biais d’Histolitt vers la « surface », i.e. vers la sécurité de la navigation

représentation plus « molle », compte tenu des différences de résolution

côte large




hauteur significative des vagues

différence significative de plusieurs mètres vers 600 m

grande différence au niveau de la côte :

Histolitt : décroissance de la hauteur = déferlement

Litto3D: croissance de la hauteur = levage






wave setup

grande différence au niveau de la côte :

setup en haut de plage 50% plus important avec Histolitt plutôt que Litto3D

différence de surcôte de plusieurs décimètres pour une houle incidente de 6 m


Exemple de profil n°1 : conclusion

Influence très importante de la bathymétrie même dans

un cas où les bathymétries étaient en « apparence »

relativement proches

données de précision insuffisante conclusions

potentiellement erronées et contraires à la réalité

forte influence au niveau de la côte, tant pour la hauteur de

vagues que pour le setup




Exemple de profil n°2

données Histolitt données Litto3D




Comparaison des données de bathymétrie le long du profil

détection d’un haut-fond dans les données Litto3D vers 750 m

largeur de l’ordre de la dizaine de mètres : représentation très

lissée dans les données Histolitt

côte large




hauteur significative des vagues

modification drastique du champ de vagues par le haut-fond

haut-fond = zone de déferlement (cf. planche suivante)




wave setup

vagues déferlent fortement au-dessus du haut-fond

conséquence : différence significative à la côte




Exemple de profil n°2 : conclusion

Influence également très importante de la bathymétrie

forte sensibilité aux accidents bathymétriques = déclencheur

du déferlement des vagues

bathymétrie fine nécessaire pour détecter de tels accidents

d’une largeur décamétrique




Conclusions ANR RiskNat 2008 MAREMOTI (Marégraphie, observations de

tsunamis, modélisation et études de vulnérabilité pour le nord-est Atlantique et la Méditerranée occidentale)



Extrait du rapport final du projet (ANR-FORM-090601-01-01) :

« MAREMOTI a montré que l’usage de MNT lidar (Litto3D) améliore la modélisation de

l’aléa grâce à la très grande fidélité morphologique, point fondamental dans le cas des

vagues modérées attendues en Méditerranée occidentale. »


Conclusions ALDES CEA – BRGM



Extrait du rapport final du projet :

« Importance de la résolution des calculs pour une

estimation réaliste de la submersion à terre ; les calculs à

haute résolution sont notamment rendus possibles grâce

au programme Litto3D. L’utilisation ces données permet

notamment la prise en compte de petits reliefs à même

d’influer sur le comportement de la vague (blocage par une

dune ou au contraire intrusion dans un passage ; effet de

la bathymétrie sur le déferlement des vagues…). »



Gestion du trait de côte et des sédiments

























Typology of nearshore bars in the Gulf of LionsWith LiDAR technology

- Transitional stage in comparison to the classical classifications• Configuration of bars more complex than in the literature (Wright and Short, 1984; Lippmann and Holman, 1990; Aagaard, 1991; Short, 1992; Short and Aagaard, 1993; Ferrer et al. 2009...)• Transitional stage can to remain in medium time scale (Ferrer et al., 2009)

- New synthesis of the nearshore bars typologies in the Gulf of Lions• General configuration according to the first classification by Barusseau and St. Guily• Little morphological change since 30 years• Additional morphological precision

- Complex inner system with observation of Low-Beach Bar (LBB)• Seems different from those described in the literature: SPAW (Almar, 2010; Wijnberg, 2007); Rip Head Bar (Brander, 1999; Brander, 2000); Low Tide Step (Shand, 2007)

• More stable than those described in the literature after field observations (Ferrer et al., 2009)

• Important because they modify the hydrological circulation and sediment transport in shallow water

-Significant alongshore variation• Several configurations over short and medium distances

Confirmation of the contribution of airborne LiDAR technologyin coastal morphological study

Introduction 1. Study area 2. Methodology 3. Results 4. ConclusionIntroduction 1. Study area 2. Methodology 3. Results 4. Conclusion

Aleman et al. ICS 2011, Szczecin, Poland, 9-14 May

2011

Typology of nearshore bars in the Gulf of Lions (France)

using LIDAR technology

Nicolas Aleman, Nicolas Robin, Raphaël Certain, Cyril Vanroye,

Jean-Paul Barusseau, Frédéric Bouchette

11th International Coastal Symposium

Szczecin, Poland, 09-14 May 2011























L’Espiguette


105m

Levé 2009 Levé 2011



L’Espiguette


LR 2011

LR 2009



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