Intégration de l’utilisation des Images Satellitaires

Intégration de l’utilisationdes Images Satellitaires Radar

dans le projet WAMM

Ir. Bernard HANQUETAssistant de Recherche

Directeur : Prof. S. DautrebandeUnité d’Hydraulique AgricoleDepartement de Génie Rural

Fac. Univ. des Sciences Agronomiques de Gembloux

FUSAGx - Projet WAMM - Ière Journée de l’Hydrologie - Namur - 27/06/2000

NAM module

HD module

Operational MIKE11

DSS

ERS-1ERS-2ENVISAT

SAR PRIimage

FUSAGx’s processing

MIKE11 calibration/validation

NAMmodule

HDmoduleFlood mapping

simulation

Runoff simulation

Top soil moisture

Cal/Val

Cal/Val

Other DSS components

WAMM



Technologie Radar


Caractéristiques du capteur Radar :

• Capteur actif

acquisition d’images de jour et de nuit

• Grande longueur d’onde

acquisition d’images à travers

la couverture nuageuse


Retour du signal radar.

Influencé par :

propriétés du système radar

! angle d’incidence

! longueur d’onde

! polarisation

propriétés du terrain

! propriétés diélectriques (humidité du sol)

! rugosité de la surface

! orientation des éléments

Ba

cksc

att

eri

ng

co

eff

icie

nt

(dB

)Sol non saturé Sol saturé / inondé

Satu

ratio

n d

u s

ol

Humidité volumétrique du sol (%) Niveau d’eau

WAMM : évaluation del’humidité du sol

WAMM : cartographiedes inondations

Sig

nal S

AR



Zones d’étude pilotes

Belgique Bassin de la Lesse

Bassin de la Dendre

6 images SAR PRI

9 images SAR PRI

Italie Bassin du Tagliamento 6 images SAR PRI


Pré-traitement des images


Pré-traitement des images SAR

Images SAR brutes

Calibration de l’image→ backscattering coefficient

Retournement de l’image (G/D ou H/B)

Filtrage de l’image (optionnel)

Géo-référencement de l’image

Programmé par FUSAGx en Cet intégré dans ArcView ou

utilisant les fonctions d’ArcViewExemple pour le Tagliamento

Images SAR brutes

Applications thématiques

Pré-traitement

Traitement Traitement


Cartographie des inondations


Cartographie des inondations

Normalized differenceimage

(No floods - Floods)(No floods + Floods)

Flood map

No floods Floods

Classification


Images SAR brutes


Pré-traitement


Programmé par FUSAGx en Cet intégré dans ArcView ou

utilisant les fonctions d’ArcView

Exemple de carte d’inondation - Bassin de la Lesse

Situation le25 Décembre 1993

Carte dérivéedes images SAR

Situation le21 Décembre 1993

(pic de crue)

© SETHY - 1993


11 Oct. 1996 - No floods

15 Nov. 1996 - Floods

Différence normalisée Carted’inondation

Cla

ssifi

catio

n


Exemple de carte d’inondation - Bassin du Tagliamento

Situation le 15 Novembre 1996FUSAGx - Projet WAMM - Ière Journée de l’Hydrologie - Namur - 27/06/2000

Exemple de carte d’inondation - Bassin du Tagliamento

Evaluation de l’humidité du sol


Evaluation de l’humidité du solPremière expérience

6 images SAR deMars à Juillet 1996

Valeur moyennede pixel

Mesures de l’humidité du sol (5 cm)TDR & méthodes gravimétriques

y = 0.31x - 14.3R² = 0.98

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30Mean measured volumetric soil moisture (%)

Bac

ksca

tter

ing

coe

ffici

ent

(dB

)

23 April

13 June 2 July

4 April 28 May

19 MarchGemblouxstudy area


Images SAR brutes


Pré-traitement


6 images SARde Septembre 1992

à Avril 1993

Evaluation de l’humidité du sol - Bassin de la Lesse

6 cartes d’humidité simulées(modèle EPIC-Maille)

Valeur moyennede pixel pour

chaquesous-bassin

Relation SAR / humidité du sol pour chaque sous-bassin

Valeur moyenne de pixelpour chaque sous-bassin

Mesures d’humidité du sol


Pro

gra

mm

é p

ar

FU

SA

Gx

en C

et

inté

gré

dan

s A

rcV

iew

ou

util

isan

t le

s fo

nct

ions

d’A

rcV

iew

y = 0.17x - 10.8R² = 0.91

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425

Simulated volumetric soil moisture (%) - 10cm

Ba

cksc

att

eri

ng c

oe

ffici

en

t (d

B)

Iwenne sub-basin

y = 0.16x - 11.1

R2 = 0.86

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526


Ba

cksc

att

eri

ng

co

effi

cie

nt

(dB

) Wimbe sub-basin

Autres sous-bassins

-14-13-12-11-10

-9-8-7-6-5-4-3-2-10

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36


Ba

cksc

att

eri

ng

co

effi

cie

nt

(dB

BiranFenffeIleweIwenneLesse downLesse upLhomme upMahouVachauWimbeBV LesseGembloux


Evaluation de l’humidité du sol - Bassin de la Lesse

Utilisation quantitative des images SAR :

ET

/ O

U

Utilisation qualitative des images SAR :

Si on possède au moins 2images SAR avec des mesures

d’humidité du sol ou dessimulations précises

correspondantes

Y=ax+b

Humidité du sol

SA

R(B

ack

s. C

oe

f.)

Identification des coefficientsde rétro-diffusion max et min

correspondant respectivementau sol saturé et au sol sec

Sol saturé

Sol sec

SA

R(B

ack

s. C

oe

f.)


Evaluation de l’humidité du sol

Dévelopement d’un logiciel


FUSAGx a dévelopé une extension ArcViewpermettant aux utilisateurs :

• d’extraire les paramètres de l’image,• de pré-traiter les images SAR PRI brutes,• de créer des cartes d’inondation,• d’évaluer l’humidité du sol.


Intégration de l’utilisationdes Images Satellitaires Radar

dans le projet WAMM

Ir. Bernard HANQUETAssistant de Recherche

Directeur : Prof. S. DautrebandeUnité d’Hydraulique AgricoleDepartement de Génie Rural

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Documents

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