Présentation du cas d’application
Issue d’images CASI, cette cartographie est le fruit d’une collaboration dans le domaine de la télédétection entre le CIRAD et l’IRD complétée par des informations de terrain livrée par le BRGM et l’université.
Représentativité par rapport aux problématiques de gestion intégrée des zones côtières
Parler de gestion intégrée des zones côtières, implique l’étude des interrelations qui s’effectue entre la terre et la mer. La contribution des images satellitales connaissent de nombreuses applications dans le domaine terrestre (occupation du sol, MNT, géologie…). L’île de La Réunion présente premièrement un profil côtier complexe de part ses nombreuses interactions homme/milieu doublées de droits et acquis ancestraux et deuxièmement une fragilité de part ses faibles superficies de platiers récifaux face à la pression anthropique toujours croissante. L’utilisation de la télédétection sur ce milieu hétérogène devient alors délicate dès lors que l’on utilise les moyens dits « classiques ». Bien que l’évolution des capteurs amène à disposer d’images à résolutions spatiales métriques, voire sub-métriques, la possibilité de coupler d’un même coup de fortes résolutions spatiales et spectrales n’existe encore que pour les capteurs aéroportés de type CASI (Compact Airborne Spectrographic Imager).
La carte bathymétrique fournit une information utile à l’étude de l’environnement physique du lagon (pentes internes et externes, courants, sédimentation…) qui, associée à d‘autres données, peut aider à la compréhension et au suivi de l’état de santé du lagon.
La connaissance de la bathymétrie des petits fonds récifaux de la Réunion est un élément fondamental pour améliorer la cartographie morphologique et bionomique du récif et gérer la future réserve
naturelle. Tous les partenaires d’AGIL intéressés par le milieu marin ont déploré l’absence d’une telle carte et appelés de leurs vœux sa réalisation future.
Intérêt vis à vis d’AGIL
Cette fiche cas permet une collaboration étroite entre le CIRAD qui dispose des données télédétectées permettant la cartographie, l’IRD qui dispose de l’expertise dans le domaine du CASI, le BRGM qui a déjà tenté l’esquisse d’une cartographie du lagon et l’université de la Réunion qui a activement collaboré à la collecte des données de terrain durant la campagne Casi de 1996.
• Caractéristiques techniques
Outils (Données d’entrée) : - Images CASI,
- Références bathymétriques. Méthode de production :
- Prise de vue des images CASI, après étude soignée des plans de vol,
- Placement de cibles blanches6 dans l’eau à différentes profondeurs (-1m, -5m, -10m, -15m) avec positionnement géographique (X,Y) précis (DGPS),
- Prétraitements des images CASI : corrections atmosphériques, géométriques et radiométriques qui ont été prises en charge par le fournisseur canadien d’images (HDI),
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Bâches plastifiées servant de références radiométriques
- Mise en relation de la profondeur de la cible mesurée sur le terrain avec la réflectance correspondante issue des images CASI selon la méthode Lysenga (Lysenga, 1978),
- Réalisation de la carte bathymétrique du lagon en 3 D. Matériel :
- Radiomètre CASI avec capteur « Pushroom » qui couvre un spectre de 428 nm à 946 nm. Deux modes d’acquisition possible : un mode spectral dans 288 longueurs d’onde différentes avec une largeur spectrale de 1,8 μm et un mode spatial que nous avons ici utilisé pour la réalisation de notre produit. Ce dernier permet l’enregistrement d’une information sur 512 pixels avec 19 canaux au maximum, - Spectro-Radiomètre de terrain infrarouge,
- GPS différentiel (DGPS),
- Logiciel ACORN (corrections atmosphériques), - Avion équipé de trappe pour prise de vue arienne, - Ordinateur équipé d’un environnement LINUX,
- Logiciel : ERDAS Imagine 8.6 et Arcview / ArcInfo / ArcGIS pour le traitement, la visualisation des données et leur représentation cartographique.
Périodicité :
Fréquence utile : une fois tous les cinq ans à la même période. Cette périodicité est suffisante pour l’étude des éléments physiques et écologiques composant le lagon.
Echelles :
Echelle possible : maximale, compte tenu de la fine résolution spatiale (2 m) caractérisant les images CASI. Echelle utile : de préférence l’échelle la plus grande possible (au sens géographique).
Limitations :
Concernant la campagne aéroportée, les contraintes sont celles liées à la navigation : nécessité de fixer le montage de fixation du capteur ; disposer d’une alimentation 24 V continu (10A), avoir une navigation GPS différentielle et une centrale inertielle (type IMU). Pour une étude temporelle, la contrainte principale est la réalisation d’une campagne de prise de vue qui doit être effectuée dans des conditions climatiques et atmosphériques similaires à celles enregistrées lors de cette la campagne du 9 septembre au 5 octobre 2002. Efforts et coûts de production
Ces champs, encore plus que les autres, dépendent des données préalablement disponibles. Coût fixe (expertise, mission, déplacement, mobilisation du matériel…) : 13 370 € Coût variable (Avion, acquisitions, pré-traitement) : 37 060 €
Références :
Andréfouet. S., et al., 1999. Mesure de la bathymétrie des zones côtières par télédétection passive dans le
domaine du visible. La télédétection appliquée à l’étude du milieu marin, Ed. P. Larouche (Gordon & Breach).
Despinoy, M., et al., 2003. Airborne CASI imagery for bathymetric study in Reunion Island (Indian Ocean).
IGARSS 2003, In press.
Despinoy, M., 2000. Potentiel de la Télédétection haute résolution Spatial et Spectrale en milieu intertropical :
Une approche transdisciplinaire à partir d’expériences aéroportées à La Réunion et en Guyane Française. Thèse de doctorat, Université de La Réunion, p. 236.
Despinoy, M., et al., 2000. HYPERSPECTRAL REMOTE SENSING and HIGH SPATIAL RESOLUTION : a
relevant tool for a cartography of coral reef systems. Communication and poster presented at the International Coral Reef Initiative (ICRI) meeting, may 2000.
Despinoy, M., 1999. Surveillance and monitoring of the Reunion island with an airborne imaging spectrometer
system : the Compact Airborne Spectrographic Imager (CASI). [Communication présentée par Iltis, J., (IRD) ]. Ateliers sur "Intagrated coastal zone management in small islands (RITME-SEARCA)" ; Los Bañols, Philippines.
Despinoy, M., Naim, O., 1998. Etude sur l’océanographie côtière à l’Île de la Réunion par télédétection
multibande. Programmes et résumés des septièmes journées du réseau de télédétection de l’UREF, 14-17 Octobre 1997, CARTEL, Université de Sherbrooke (Québec, Canada), p 29-36.
Lyzenga, D. R., 1978. Passive Remote sensing techniques for mapping water depth an bottom features. Applied
Optics n°17 (3) : p. 379 - 383.
Philpot, W. D., et al., 1989. Bathymetric mapping with passive multispectral imagery. Applied Optic n°28 (8) :
p. 1569 - 1578.
Philpot, W. D., et al., 1987.Radiative transfert in stratified waters : a single-scattering approximation for irradiance. Applied Optics n°26 (19) : p. 4123 - 4132.
Objet de l’étude... : Cartographie des platiers, bathymétrie, Etat des lieux
Zones d’étude... : Quart sud-ouest de l’île (La Saline, St Leu, Etang Salé, St Pierre) Résolution spatiale ... : 2 mètres, 1km de large
Figure 1 : Carte bathymétrique de l'ensemble récifal de La Saline (Despinoy Marc, 2002)
Fiche de Cas