Traitement de Modèle Numérique de Terrain (MNT)

Les MNT constituent une source précieuse d’information topographique en particulier pour l’identification et la caractérisation les variables morphologiques de la zone d’étude .nous avons adopté une approche méthodologique basée sur l’utilisation du Système d’Informations Géographiques pour le traitement de MNT d’une manière automatique. Le résultat final est une base de données géo-spatiales comportant toutes les caractéristiques physiques de la wilaya de Constantine.

En effet, un GRID est un ensemble de cellules, comme une image raster est un ensemble de pixels. Chaque cellule du GRID est d’une taille donnée et contient une valeur préalablement calculée. Cette valeur peut représenter l’altitude moyenne de la cellule, ou d’autres valeurs représentant un phénomène géographique tels que : la pente, l’exposition, … (Barbier, 2006).

Les principaux outils d’Arc GIS destinés au traitement et à l'analyse des MNT sont :

 Raster Calculator : permet d'effectuer des calculs sur chaque cellule du raster ;  Project Raster : pour changer, extraire ou modifier la projection d'une couche de

données raster ; Il nous a permis de projeter le MNT dans le système de projection requis UTM Zone 32 N)

 Conversion : faire toutes sortes de conversion (Raster à Vecteur ou vice versa)

 Clip-Extraction : pour créer des contours (notamment des courbes de niveau) et découper une couche raster ;

 Analyse (slope - aspect- TIN) : Pour générer des cartes du relief et permet d'effectuer des calculs sur des objets complexes.

Ces outils de géo-traitement permettent de réaliser nos propres analyses des pentes, l’analyse de visibilité, la visualisation en 3D, l’analyse d’orientation des surfaces, la détermination des bassins versant et le réseau hydrographique du milieu étudié…….

Donc, plusieurs cartes de dérivation constituant des outils d’aide à l’analyse peuvent être créées, parmi lesquelles :

Matériels et Méthodes

90 V.4.1. Création de la carte des pentes

La carte des pentes nous permet :

 D’effectuer l’analyse et la planification du réseau routier et l’ouverture des pistes en milieu forestier.

 D’améliorer la planification forestière et la détermination des zones inaccessibles.  D’évaluer l’accessibilité des ressources forestières.

Les classes des pentes affichées sont définies par le système, mais il est possible de créer une nouvelle couche où les pentes seraient reclassées.

Les outils Reclassement permettent de reclasser ou de modifier, selon diverses méthodes, les valeurs des cellules en entrée en valeurs alternatives (ESRI, 2016). Le reclassement des données est généralement dû aux motifs suivants :

 Remplacer des valeurs en fonction de nouvelles informations,  Regrouper certaines valeurs,

 Reclasser des valeurs selon une échelle commune (par exemple, pour les utiliser dans une analyse d'aptitude ou pour créer un raster de Distance - coût),

V.4.2. Création de la carte d’exposition

Cette carte, a été réalisée sous ArcGis (10.2) grâce à l’outil « aspect ». L'exposition identifie la direction de pente descendante du taux de variation maximal des valeurs de chaque cellule par rapport aux cellules voisines (ESRI, 2016). Chaque facette du relief est représentée par une couleur qui correspond à une orientation. Les classes d’expositions affichées sont définies par le système, mais il est aussi possible que les cartes d’exposition soient reclassées pour mieux refléter les variables physiques de la wilaya.

V.4.3. Création de la carte du relief (Ombrage)

La fonction « Hillshade » de l’extension « Spatial Analyst » permet de créer un relief ombré à partir d'un raster de surface en tenant compte de l'angle de la source d'éclairage et des ombres (ESRI, 2016),

Un ombrage est une représentation 3D en nuances de gris de la surface, avec prise en compte de la position relative du soleil pour l'ombrage de l'image. Cette fonction utilise les propriétés

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d'altitude et d'azimut pour spécifier la position du soleil. Par défaut, l'affichage des modèles d'altitude ombrés utilise un dégradé de couleurs en nuances de gris.

V.4.4. Création de la carte de visibilité

Le champ de vision identifie les cellules d'un raster en entrée visibles à partir d'un ou de plusieurs points ou lignes d'observation. Chaque cellule du raster en sortie reçoit une valeur indiquant le nombre de points d'observation depuis lesquels elle est visible. Si nous avons qu'un seul point d'observation, chaque cellule pouvant être vue à partir de ce point d'observation se voit affecter la valeur 1. Toutes les cellules qui ne peuvent pas être vues depuis le point d'observation se voient affecter la valeur 0 (ESRI, 2016).

Le champ de vision s'avère utile si nous voulons savoir à partir de quels emplacements la forêt sera visible si le poste de vigie est placé à tel ou tel endroit et est-ce que la vue depuis cette route ou cet emplacement constituera un bon emplacement.

V.4.5. Création de fichier TIN

Cette carte de dérivation peut être calculée sous ArcGis grâce à l’extension « 3D Analyst ». Les réseaux triangulés irréguliers (TIN) ont été utilisés et permettent de représenter numériquement la morphologie de surface en 3D. Les TIN constituent une forme de données géographiques numériques vectorielles et sont construits en triangulant un ensemble de sommets (points).

Les TIN sont généralement utilisés dans la modélisation à haute précision de zones plus restreintes, comme c'est le cas avec les applications d'ingénierie, où ils sont utiles au calcul de surfaces planimétriques, de superficies de surface et de volumes.

V.4.6. Modélisation hydrologique

Les outils de modélisation hydrologique proposés dans la boîte à outils de l'Extension ArcGIS « Spatial Analyst » fournissent des méthodes permettant de décrire les composants physiques d'une surface. Grâce aux outils d'analyse hydrologique, on peut identifier des cuvettes, déterminer la direction du flux, calculer l'accumulation du flux, délimiter les bassins versants et créer des réseaux hydrographiques, en utilisant un raster d'altitude ou un modèle numérique de terrain (MNT) comme entrée, il est possible de délimiter automatiquement un système de drainage et de quantifier les caractéristiques de ce système (ESRI, 2016).

Matériels et Méthodes

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Les bassins versants peuvent être délimités à partir d'un MNT en calculant la direction de flux et en utilisant cette dernière avec l’outil « Bassins versants ». Pour déterminer la surface de captation, nous avons commencé par créer un raster qui représente la direction du flux avec l'outil Direction de flux.