Outils de cartographie rapide des inondations et de ......2014/07/02 · 02/07/2014 Outils de cartographie rapide des inondations et de submersions marines pour la DI Présentation:

02/07/2014

Outils de cartographie rapide des inondations et de submersions marines pour la DI

Présentation: F. PonsAuteurs : Cerema DTerMed DREC/SRILH

Organisation Cerema DTer Sud-OuestDREAL AQUITAINE, LIMOUSIN, MIDI-PYRENEES, POITOU-CHARENTES

Atelier Géothématique « Inondation, aménagement, foresterie, transport,... : quels usages pour les données 3D ? », 2 juillet 2014, CVRH Toulouse

Outils LIDAR pour Cartographie DI02/07/20142

Sommaire

● Contexte● Aperçu d'utilisation de données LIDAR pour les

inondations (DICARTO)● Exemple de Cartographie DI rapide pour la

submersion marine● Exemple de Cartographie DI rapide sur les

cours d'eau (CARTINO) et comparaison avec

des approches classiques● Synthèse, bilan et perspectives

SynthèseContexte DICARTO SubMar CARTINO Cours Eau


Introduction● LITTO 3D® :

début en 200945 000 km² à lever

● Directive Inondation :60 000 km² levés entre 2010 et 2013

● Commandes locales (PPRI,...) : le LIDAR s'impose de part :– Son coût compétitif– Sa bonne qualité (résolution + précision en Z)



Quelques interrogations rencontréesFormat de livraison : MNT au pas de 1 m 1 million de points/km²

● Volume très important de données à utiliser : outils peu adapter (visualisation et traitement)

● Redondance de l'information, faut-il la « nettoyer » avant le traitement ?

● Cohérence entre LIDAR et compléments topographiques (lit mineur, crêtes de digues,...) ?

● Comment apprécier la précision réelle des données LIDAR ?



DI-CARTO : un outil libre et gratuitUtilitaire de Qgis 2.2 + Grass (fonctions disponibles dans Qgis)

http://wikhydro.developpement-durable.gouv.fr/index.php/Préalables_pour_l'utilisation_de_Qgis-GRASS_sur_le_LIDAR

Principe :– Traitement par dalle RASTER (ex : 1 km²), format .asc

– Automatisation des actions élémentaires disponibles sous Qgis-GRASS :ex. comparaison de 2 RASTER

– Programmation en Matlab, mais mise à disposition d'un exécutable permettant son utilisation gratuite

Document de prise en main disponible sous : http://wikhydro.developpement-durable.gouv.fr/index.php/Utilisation_des_données_LIDAR_pour_la_directive_inondation

Codes « source » disponibles sur demande au Cerema



DI-CARTO : un outil libre et gratuit

Les principales fonctionnalités :

– Création d'une table d'assemblage + légende commune : lecture et interrogation des dalles LIDAR

– Comparer 1 RASTER avec 1 semi de points

– Comparer 2 RASTER

– Conversion RASTER → VECTEUR et lissage

– Identification des lignes de rupture de pente

– Pré et Post traitement pour la modélisation 1D




Création automatique de liens « hotlink » pour afficher les dalles d'intérêt

Création d'une table d'assemblage + légende commune : classement en iso-valeurs

Conversion RASTER → VECTEURLissage du VECTEUR (S>100 m²) Traitement des 2600 dalles

de 1km² au pas de 1m LITTO3D Languedoc-Roussillon




Comparer un MNT LIDAR avec un semi de points

● Croisement MNT avec semi de points ● Valeurs des écarts aux points



DI-CARTO : un outil libre et gratuitComparer un MNT LIDAR avec des profils géomètres




Identification des lignes de rupture de pente

● Calcul de la courbure (pente de la pente)● Utilisation de filtres de Gauss

Filtre 3 :

Filtre 9

Filtre 25

Aide aux modèles 1D et 2D, HGM, recensement digues



DI-CARTO : un outil libre et gratuit Pré-traitement des données pour la modélisation 1D :

Post-traitement des résultats 1D :

nom_S1DPt3D_Ordre.csv

● Création de Profils en Travers (PT) 1D

● Récupération du croisement MNT/PT

● Importation des résultats 1D (Nprofil ; Zeau)

● Réalisation d'un MNSE (RASTER)● Réalisation d'un MNHE par croisement

MNSE avec MNT LIDAR

Modèle Numérique de Surface en Eau (MNSE)

Modèle Numérique de Hauteurs d'Eau (MNHE)



Cartographie Submersion Marine● Tous les TRI

Méditerranée, Guadeloupe, Mayotte, TRI La Rochelle/Ile de Ré et TRI Littoral Charentais Maritime traités avec DICARTO couplé avec expertise locale



Résultat Brut avant expertise (5m)



Carto Sub Marine ( Process)● Création d'une table de casier avec différents niveaux de

référence (vecteur)● Différences entre des casiers et MNT (Raster)● Par regroupement de classe

– Conversion directe du raster en vecteur– Suppression des créneaux sur les frontières– Suppression des zones inférieures à 100m²

● Fusion des résultats● Rajouts de bords supprimés

La procédure permet un nettoyage au milieuet ne modifie pas les frontières



Corse (1m)



Contexte● Opération de recherche de l'IFSTTAR● Convention DGPR/IRSTEA● Commande DGPR/Cerema

– Objectif DGPR : Utiliser SHYREG & MNT Lidar

=>Cartographie des hauteurs d'inondation pour la Directive Inondation

Projet Cartino (CARTOgraphie des INOndations)



Projet Cartino (CARTOgraphie des INOndations)

Philosophie de Cartino– Construire un modèle hydraulique 1D de façon automatique

– Possibilité d'affiner manuellement cette ébauche

– Calculs hydrauliques en régime permanent (Mascaret ou Flutor) bief par bief

– Cartographie automatique des résultats

– A utiliser principalement pour les crues très largement débordantes (> 100 ans)

Q 1000 ans



Entrée: Modèle Numérique de Terrain



Entrée: : Pseudo-Zones inondables (EXZECO)



Calcul du réseau de biefs de calcul



Réalisation de profils en travers bief par bief



Résultat bief par bief



Résultats sur tous les biefs de calcul



Cartino Applications Directive

➢CARTINO utilisé pour plus de 40 Territoires à Risques d'Inondations (sur 123 en France).➢Diffusion Internet➢10aines utilisateurs

Exemple TRI Alès

TRI PACA http://www.rhone-mediterranee.eaufrance.fr/gestion/inondations/cartes.php


http://www.rhone-mediterranee.eaufrance.fr/gestion/inondations/cartes.php





Débits de crue NartubyPrédétermination

● Débits décennaux faibles et incertains dans un milieu karstique● Débits de 100 à 1000 ans SHYREG ● (augmentation gradex)

● Crue de Juin 2010– À Trans, l'intervalle d'estimation en débit [360 ; 520] m3/s devient [300 ; 1000] ans. en

période de retour selon SHYREG– 2 crues historiques 6 juillet 1827 et 16 novembre 1674 de même ampleur que Juin 2010?– SHYREG surestime T de 2010? T2010 plus proche 300 ans que 1000 ans=> crue

moyenne

76km²

170km²

195 km²

Qmini Qméd Qmaxi qps_mini qps_maxi

Chateaudouble 165 200 250 5.18 7.85confl. d'Ampus 165 180 270 5.43 8.89Rebouillon 300 380 460 5.44 8.35

Draguignan 350 430 510 5.75 8.38Trans-en-Pvce 360 440 520 5.29 7.65

Nartuby à (m3/s/km^1.6)débits (m3/s)

Crue de juin 2010 - intervalles d'estimation en 5 points de la Nartuby - extrait [Payrastre 2013]

Débit pseudo-spécifique SHYREG à Trans-en-P.

0

2

4

6

8

10

10 100 1000 10000

T(ans)

m3

/s/k

m^

1.6

m3 /s

/km

1.6



Modèle de comparaisonConstruction classique● 240 sections sur le LIDAR IGN 1m positionnées sur les

règles de l'art● Code de calcul MASCARET● Calage crue 2010

– 132 PHE– 11 cm moyenne des écarts– 54 cm écart-type– 46 cm de moyenne écarts absolus



Comparaison avec CARTINO Juin 2010CARTINO

● 437 profils automatiques / 30 km => forte densité dans secteurs étroits (gorges...), + faible ailleurs + 1 seul Strickler à 20 (AUCUNE REPRISE MANUELLE)



Comparaison Juin 2010

Gorges



Comparaison QextrêmeCARTINO

● 448 profils automatiques / 30 km● ~ Écarts proches Crue 2010

● Écarts en emprises diminuent● Moins d'écart dans les gorges,

besoin de moins de densité pour avoir une bonne représentation hydraulique



Synthèse NartubyÉcarts en crue Moyenne entre manuel et automatique

● 1. Choix de la rugosité● 2. Prise en compte des ouvrages anthropiques (transversaux)● 3. Nombre de profils très différents

Écarts en crue extrême● Écarts assez similaires qui tendent à diminuer

Emprises● Emprises des 2 méthodes proches● => remplissage du fond de la vallée hydrogéomorphologique

– En partie pour la moyenne– Accentué pour l'extrême

Résultats officiels pour la DI sur Nartuby ne sont pas issus de cette étude mais des PPRi en cours

● Choix du secteur pour les nombreuses données disponibles



LaLondeJanvier2014







Synthèse, Bilan– LIDAR => autres pratiques sur les inondations

● Données intéressantes à gérer différemment et à vérifier

– Méthodes simples de cartographie à EXPERTISER et REPRENDRE en lien échelle de restitution

– CARTINO utile extrême et fréquent, quand les écoulements sont 1D (Limite ensuite du 1D)

– Post-traitement Hydraulique SIG, étape avec le LIDAR● Bcp de résultats de BE trop lourds pour l'échelle finale● Temps de traitement SIG lourd (plus long hydraulique!!!)● DREAL RA et Centre ont des outils Qgis/GRASS



Perspectives– Mise à jour sur internet DICARTO et CARTINO– Amélioration CARTINO (non permanent, maillé, toute

la gamme de fréquence)

– Projet Plateforme Nationale Inondations● Montage de la base de données en cours● Récupération de données topo (LIDAR locaux ou

Profils en travers, si vous en avez, merci)

– Collaborations● Très forte interne Cerema● GIS HEDD et autres EP

–


http://wikhydro.developpement-durable.gouv.fr/index.php/GIS_HED%C2%B2

02/07/2014

Merci

Pour en savoir pluswww.wikhydro.fr Pages LIDAR pour la DI, DICARTO et CARTINO PC

Pons et al (2013), cartographie des surfaces inondables extrêmes pour la directive inondation : cas de la nartuby, Congrès SHF : «Événements extrêmes d’inondation 2013», Lyon, 13-14 novembre 2013

Laroche et al (2014), Utilisation des données Lidar dans les études hydrauliques : outils à disposition et recommandations aux maîtres d'ouvrages, Congrès SHF : «Grands Transitoires Hydrauliques», Nice, 12-13 juin 2014

Journées de restitution DOFEAS, HYDRISQ 18-19 nov 2014 Cerema DTMed

Journée Lidar et Prévention Risques Inondations 16 déc 2014 Cerema DTMed

http://www.wikhydro.fr/


Quelques recommandations pour la commande de données LIDAR

● Utiliser le standard national de données LIDAR :

Type de données Format Semi de points classifiés « sol » Vecteur

Semi de points classifiés « eau/surface en eau » Vecteur Semi de points classifiés « sursol » Vecteur

Ortho-photographies expédiées pendant le vol LIDAR

Raster

Grille MNT pas 1m Raster Masque de qualité SOURCE Raster

Masque de qualité DISTANCE Raster Plan de vol Vecteur

Table d’assemblage des dalles Vecteur Descriptif de la livraison rapport

Si besoin pressenti : Grille MNT à des pas de 5 m, 25m voire 50 m,… Raster

Nomenclature IGN des fichiers fournis :

RGEALTI_FXX_0901_6238_MNT_20120413_LAMB93_IGN69.asc,

ce qui correspond :● au RGE ALTI® en France avec● l’abscisse en kilomètre du noeud Nord-Ouest :

0901,● l’ordonnée en kilomètres du nœud Nord-Ouest :

6238, ● le type de produit MNT, ● la date de livraison : 20120413,

la date d'acquisition et l'heure seraient aussi les bienvenues pour marée/débit

● le Système de Référence de Coordonnées : LAMB93,

● le Système de Référence Vertical : IGN69

Produits à demander :

base IGN + compléments Cerema



Traitement des modèles 1D (MNSE)


Documents

Outils de cartographie rapide des inondations et de ......2014/07/02 · 02/07/2014 Outils de cartographie rapide des inondations et de submersions marines pour la DI Présentation: