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MNT à très haute résolution dans les modelés fortement disséqués : des données aux tests d’application

Very high resolution DEM in dissected landforms: from data acquisition to application tests
Christian Puech, Nathalie Thommeret, Brigitte Kaiser, Jean-Stéphane Bailly, Andres Jacome, Freddy Rey et Nicolle Mathys
p. 141-152

Résumés

Les MNT à très haute résolution spatiale sont désormais accessibles pour des secteurs fortement disséqués comme les badlands. Ces représentations numériques de l’altimétrie sous une forme spatialisée sont porteuses d’utilisations multiples et nouvelles pour la connaissance, le suivi et la modélisation des zones érodées. Nous explorons ici des MNT à très haute résolution spatiale, c’est à dire avec des résolutions de quelques centimètres à quelques mètres et avec des qualités de restitution en Z (altitude) meilleures que le mètre. Après une brève présentation des techniques d’acquisition de ces MNT à partir d’images stéréoscopiques ou du Lidar et des précisions qui leur sont associées, on rappelle quelles sont les transformées de l’altitude utiles pour la morphologie. Afin de montrer quelques-unes des possibilités qu’ouvrent ces nouvelles données, diverses applications, menées sur les petits bassins versants marneux de l’Observatoire de Recherche et d’Expérimentation de Draix (Alpes, France), sont détaillées. Elles ont trait, d’abord, à l’extraction du réseau des talwegs à partir de MNT à 2 m (et de MNT dégradés à 4, 8, 20 mètres) et au calcul de sa dimension fractale pour les résolutions à 2 m et 8 m ; puis au repérage automatique de ravines sur critères morphologiques simples afin d’aider à la localisation d’aménagements anti-érosifs. On montre enfin les potentialités des topographies précises par Lidar terrestre pour repérer d’étroites rigoles, suivre leur évolution, ou établir des bilans d’érosion sur versant alors qu’une précision d’ordre centimétrique est requise.

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Notes de la rédaction

Article reçu le 20 mai 2008, accepté le 20 avril 2009

Texte intégral

Nous remercions le Groupement d’intérêt scientifique Draix  qui a fourni les données grâce auxquelles les applications ont été possibles. Nos remerciements s’adressent également aux relecteurs et aux rédacteurs de la revue, francophones ou anglophones qui nous ont permis d’améliorer le manuscrit.

Introduction

1Cartographier et mesurer l’érosion en ravines multiples et profondes est un défi. Les paysages de badlands associés aux réseaux de ravines sont, par définition, difficiles à parcourir en raison même des caractéristiques qui, à l’origine, leur ont valu ce nom : pentes fortes, crêtes le plus souvent étroites, réseau dendritique des talwegs (Gilbert, 1877 ; Howard, 1971 ; Bryan et Yair, 1982). Depuis longtemps des mesures et des représentations cartographiques sont pratiquées sur de tels secteurs, le choix étant limité à des cartes grossières et générales ou bien à des mesures précises mais très locales. Un nombre réduit de mesures non intrusives d’évolution de l’épaisseur des sols et des altérites ont été conduites (Pardini et al., 1996 ; Gallart et Pardini, 1996) alors que, pour la plupart, les mesures de l’érosion sont intrusives et modifient localement le comportement naturel du sol. Depuis quelques années l’évolution combinée des techniques d’acquisition d’informations par télédétection et celles des traitements de données volumineuses (logiciels de SIG) permet de lever une partie de ces difficultés. Désormais on peut cartographier sur une vaste étendue les domaines de forte dissection et établir des informations précises et riches sur l’altimétrie, par acquisition de MNT à très haute résolution spatiale, métrique à sub-métrique. Cet article se rapporte à différentes techniques d’acquisition en très haute résolution spatiale, aux précisions associées et aux diverses variables numériques, transformées de l’altitude, qui sont utiles pour des modélisations de l’érosion. Et surtout, le potentiel de ces nouvelles données pour l’analyse du relief et sa représentation est montré à travers quelques applications concrètes menées sur les bassins expérimentaux de l’ORE Draix (Observatoire de recherche en environnement pour l’étude des processus hydrologiques et érosifs en montagne – Alpes-de-Haute-Provence)

MNT à très haute résolution spatiale et précisions associées

2Les MNT sont une représentation numérique spatialisée de l’altitude. Étant facilement manipulables par les logiciels de traitement d’image, les MNT ont une grande faculté à être transformés en de multiples documents associés relevant de la morphologie. Dans nombre d’applications ce sont essentiellement les valeurs relatives d’altitude entre points voisins qui importent ; la qualité du MNT sera sa faculté à fournir des gradients fiables et, au total, une bonne restitution du relief et des réseaux de drainage. En géomorphologie, les critères de qualité sont dictés par le degré de ciselure du paysage à restituer ou le type de processus à décrire. Dans ce dernier cas, il convient de distinguer l’approche statique qui peut, à un instant donné, être fondée sur la répartition des formes (qu’elles soient de ravinement concentré, de solifluxion laminaire ou liées à des mouvements de masse profonds) et une évolution temporelle dont la mesure nécessite des « points fixes », ou considérés comme tels avec une marge d’erreur spécifiée.

3Notre propos est ici d’explorer des MNT à très haute résolution spatiale, pour lesquels le pixel au sol est de l’ordre du mètre ou sub-métrique, avec une précision en altitude meilleure que le mètre. Les principes de base de l’acquisition sont l’obtention d’une image des altitudes à partir d’un couple d’images stéréoscopiques ou par interférométrie ou la détermination de l’altitude point par point par analyse d’un signal de type Lidar (Light Detecting And Ranging) ou Radar (Radio Detecting and Ranging). L’interférométrie et l’analyse d’un signal Radar ne seront pas utilisées ici. Avec un couple d’images stéréoscopiques satellitaires, la résolution spatiale (XY) des produits est au mieux de l’ordre du mètre (du mètre au décamètre), pour une précision en altitude de quelques mètres. Les techniques d’acquisition à très haute résolution sont donc, pour l’instant, essentiellement en mode aéroporté, par ULM, drone, avion et hélicoptère. Seules certaines acquisitions Radar sont aussi en mode satellite (Terra-Sar par exemple).

MNT issus du traitement de couples stéréoscopiques

4Les techniques de restitution d’un MNT par couple de photographies stéréoscopiques à partir d’avion sont classiques. Généralement, les restitutions obtenues par ces techniques fournissent des images à résolution spatiale (XY) de l’ordre du mètre et une précision métrique en Z. Quand on utilise des moyens plus légers tels que ULM ou drone, la phase d’acquisition d’images est plus simple. Les vols se font dans des conditions d’altitudes très basses permettant des résolutions au sol très précises, de quelques centimètres à quelques décimètres. La prise de vue peut se faire avec des caméras grand public. La contrepartie réside dans le fait que la connaissance des paramètres de prise de vue, internes et externes, est plus complexe (Raclot et al., 2005) et que des rectifications multiples doivent être effectuées a posteriori. La corrélation d’image reste, à l’instar des autres restitutions de MNT par couple de photographies stéréoscopiques, un point très sensible. Au prix de diverses précautions, des restitutions de grande précision peuvent être obtenues. Par exemple, sur les zones de badlands de Draix, une prise de vue à 150 m d’altitude a donné des images avec des pixels au sol de 5 cm, conduisant à un MNT sur ravines (fig. 1) ayant un écart quadratique moyen altimétrique de l’ordre de 10 cm - contrôlé par points au sol issus de mesures DGPS et de tachéométrie - (Jacome et al., 2008). La représentation géométrique très précise de la totalité d’une ravine de quelques milliers de m2 peut désormais être envisagée.

Fig. 1 – Vue 3D d’un MNT issu d’un couple de photos stéréoscopiques prises par drone.
Fig. 1 – A DEM 3D viewderived from a UAV stereoscopic couple.

Fig. 1 – Vue 3D d’un MNT issu d’un couple de photos stéréoscopiques prises par drone. Fig. 1 – A DEM 3D viewderived from a UAV stereoscopic couple.

Altitude de prise de vue 200 m, résolution au sol 5 cm, écart quadratique moyen altimétrique 13 cm, dénivelée 40 m, domaine couvert 50 m * 100 m, bassin du Moulin (localisé dans la figure 4), ORE Draix (réalisation de A. Jacome).
Shooting elevation 200 m, resolution 5 cm, altimetric root mean square deviation 13 cm, difference in altitude 40 m, extent 50 m * 100 m, Moulinwatershed, located in figure 4 , ORE Draix (realized by A. Jacome).

MNT issu de la technique Lidar

5Le Lidar (Light Detecting And Ranging) est une autre technique d’acquisition d’altimétrie à très haute résolution. Le signal lumineux laser est analysé en termes de temps d’aller retour de l’onde entre l’émetteur et la cible visée. En secteur sans végétation, le retour d’onde est simple et le pic principal indique facilement la position du sol nu. Le Lidar aérien couvre des étendues importantes, le long d’un axe de vol, avec une fauchée et un nombre de points par unité de surface qui dépendent de l’altitude. On peut, par exemple, obtenir une couverture avec une densité de plusieurs dizaines de mesures par mètre carré ; cette couverture « par point » peut être transformée en grille régulière, par exemple en pixels de un mètre carré, pour fournir des MNT raster sur des surfaces importantes. La qualité de l’altitude obtenue en terrain plat est de quelques centimètres. En terrain raviné à fortes pentes, des erreurs proviennent des effets de masque qui affectent les versants, d’échos multiples et de l’impact sur l’altitude des incertitudes de localisation en plan.

6Le Lidar terrestre procède à partir de positions fixes au sol. Le nombre de points analysés par unité de surface est alors très important, dépendant de la distance au secteur visé et du réglage du déplacement du faisceau laser. On atteint couramment plusieurs milliers de points par mètre carré avec une précision sur la position en XYZ estimée en centimètres, voire moins par rapport au point de prise de vue. Pour des mesures multi-dates qui nécessitent une superposition de jeux de mesure, un recalage précis des différentes couvertures est nécessaire et cette opération reste le plus délicat. Il nécessite des points de repère fixes sur le terrain et bien maîtrisés dans l’ensemble 3D des points Lidar. Notons, enfin, que la partie couverte par Lidar terrestre est limitée à la zone visible depuis la position de mesure, ce qui conduit à des vues locales, perturbées par les obstacles, et exclut en pratique les cartographies continues.

Variables potentielles issues du MNT

7La richesse potentielle des MNT pour les études environnementales vient de la possibilité de transformer le plan initial des altitudes (Z) en de multiples plans associés. Ceci met en œuvre des dérivations (pentes, orientation, courbures), des analyses de topographie et géomorphologie locales ou étendues (identification des crêtes, cols, talwegs, versants, limites de bassins), des analyses de points de vue (zones visibles depuis un point, représentations 3D, ensoleillement potentiel) ou la recherche de directions d’écoulement des eaux (réseaux de drainage) pour une introduction dans des modèles mathématiques qui utilisent l’altitude ou ses transformées (Dietrich et Perron, 2006 ; Roering et al., 2007). L’intérêt de ces nouvelles variables dépend fortement de l’échelle d’appréhension spatiale comme de la référence temporelle retenue pour l’évolution des formes : temps long de la morphogenèse, temps court des phénomènes d’érosion discontinus. Le tableau 1 recense les plans principaux issus de MNT et leur utilité pour l’analyse des secteurs de ravines. On peut distinguer deux grands ensembles d’objets : d’une part, les objets surfaciques - les versants - en relation avec la « fonction de production » chère aux hydrologues, d’autre part les éléments linéaires (lignes de crêtes ou réseaux de talwegs). Ces derniers traduisent de façon privilégiée les chemins de l’eau en lien avec la « fonction de transfert des eaux » qui s’applique à l’eau plus ou moins chargée de matière.

Tab. 1 – Plans issus du MNT à haute résolution et thématiques de recherche sur l’érosion en ravines.
Tab. 1 – Derived plans from DEM and research topics on gully erosion.

Catégorie

Plans issus du MNT

Thématiques d’étude de l’érosion en ravines

Plan de base

Altitude, courbes de niveau.

Topographie

Plans dérivés

Pente, orientation, courbures, ligne de plus grande pente

Système de pentes, versants, pente des versants, direction de plus grande pente, direction d’écoulement

Vue

Vues 3D, visibilité, énergie solaire instantanée ou cumulée, durée d’ensoleillement potentiel

Cycles thermiques, implantation optimale

Géomorphologie

Crêtes, sommets, cols, talwegs, versants, ravines, griffures

Bassin versant, géométrie du bassin, indentation
Initiation des ravines, forme, morphogenèse

Réseaux

Cours d’eau, drains, superficie drainée, indices de confluence, indice topographique, lignes de plus grande pente

Débit liquide, potentiel de saturation et potentiel de production, densité de drainage, distance aux axes de drainage, modèles d’écoulement, modèles de transport de matériaux

Évolution

Z, évolution du réseau, évolution des bords de ravine

Dynamique des versants et des lits, érosion laminaire, mouvements en masse, ravinement, érosion progressive et régressive

Éléments linéaires : talwegs et crêtes et éléments surfaciques

8Le réseau hydrographique est souvent schématisé sous forme de linéaires arborescents qui conduisent à définir réseau, densité de drainage et distances aux drains (Rodriguez-Iturbe et Rinaldo, 1997 ; Tarboton et al., 1991). Pour sa part, la représentation du réseau de ravines commence par une question de définition : qu’est ce qu’une ravine ? Quelle taille prendre en considération ? Doit-on considérer les entailles permanentes et profondes, les simples rigoles et griffures temporaires sur les versants ? Doit-on séparer les ravines selon leur fonctionnement, entre celles qui ont un écoulement permanent et celles qui sont « sèches » ? Selon la résolution du MNT étudié, il sera possible ou non de décrire certaines des ravines. Le tableau 2 indique une typologie possible de ces ravines en fonction de l’échelle de caractérisation.

9Les méthodes d’extraction des réseaux à partir de MNT abondent dans la littérature (O’Callaghan et Mark, 1984 ; Depraetere et Moniod, 1991 ; Chorowicz et al., 1992 ; Tarboton, 1997). Les schémas les plus robustes et les plus simples sont fondés sur l’algorithme D8, qui décrit le réseau en trois temps à partir d’un MNT à grille régulière (raster) : i) analyse locale sur chaque pixel de la direction d’écoulement vers les huit voisins, chaque pixel s’écoulant vers son voisin d’altitude la plus faible ; ii) connexion des directions entre pixels, pour générer un plan des accumulations de flux représentant la surface amont drainée ; iii) choix d’un seuil de surface amont drainée dit « seuillage du plan d’accumulation ». Outre les effets du seuil pour séparer pixels-versant et pixels-réseau, on peut citer d’autres points délicats. Les directions de base étant multiples de 45°, des effets de grille entraînent des parallélismes de tracé dans les secteurs peu variables tels les fonds de vallée en pente douce ou les versants réguliers (Charleux et Puech, 2000). Une extraction correcte du réseau hydrographique peut se faire en construisant le MNT sous contraintes externes, comme par exemple le stream burning ou incrustation dans le MNT d’un réseau connu au préalable (Turcotte et al., 2001 ; Kenny et Matthews, 2005). Ces réseaux sont facilement obtenus et sont très cohérents du point de vue hydrologique vers l’aval mais posent des questions quand on s’intéresse à l’amorce des réseaux. « Où commence le réseau ? » (Montgomery et Dietrich, 1988, 1992). Cette question ancienne est renouvelée avec l’analyse de MNT à très haute résolution, puisque désormais on peut accéder à la cartographie précise de rigoles ou griffures élémentaires dont l’évolution temporelle peut être rapide.

Tab. 2 – Typologie des formes et des modelés d’incision selon leur taille et MNT permettant de les appréhender.
Tab. 2 – Types of incision landforms according to their size and relevant DEMs.

Types d’objets linéaires

Largeur in situ

Taille maximale du pixel MNT

Type de MNT pour une détection possible

Vallée

1 km à qq km

100 à 200 m

MNT génériques

Ravin – vallon –

100 m à qq hm

10 à 20 m

SPOT 20 m

Ravine

10 m à qq dam

1 à 2 m

Photo aérienne, LiDAR

aéroporté

Ravine élémentaire

1 m à qq m

10 à 20 cm

Photo drone, ULM,

LiDAR terrestre

Rigole

10 cm à qq dm

1 à 10 cm

Photo drone, ULM,

LiDAR terrestre

Griffures

< 10 cm

1 à 2 cm

LiDAR terrestre

10Des éléments surfaciques complètent les caractéristiques spatiales utiles à l’analyse de l’érosion. Si la nature et les propriétés du terrain ne peuvent être données par le MNT et relèvent de techniques complémentaires, le MNT peut renseigner sur une partie de ces éléments. Pour ce qui relève de l’érosion, les éléments pertinents ont trait à la caractérisation de la faculté de production. Ce peut être d’abord l’exposition des versants parce qu’elle est liée aux facteurs qui expliquent la perte de résistance du matériau, c’est-à-dire les cycles d’ensoleillement ou les cycles thermiques et d’humectation - dessiccation, alternances gel-dégel, tous processus qui détruisent la cohésion de surface, engendrent un régolithe ou une altérite, et préparent le matériau au détachement de ses particules et à leur entraînement par la pluie. Ce peut être, ensuite, à travers l’énergie de déplacement des matériaux, liée à la pente et à la superficie amont qui collecte les eaux.

Applications fondées sur les sites expérimentaux de Draix

11Afin de tester les applications des MNT aux questions de dissection et d’érosion, nous utilisons le site expérimental de l’ORE Draix (Alpes-de-Haute-Provence). Il s’agit d’un secteur de badlands sur marnes noires, principalement sur les « Terres Noires » du Jurassique supérieur (fig. 2) dont les caractéristiques physico-chimiques et géotechniques sont aujourd’hui bien connues (Antoine et al., 1995). Le site d’expérimentation se compose de bassins versants équipés par le CEMAGREF à partir des années 1985-1986. Les mesures effectuées portent sur la pluie, le débit, le transport et les dépôts de sédiments dans cinq bassins versants de tailles variables, de 1000 m² à 1 km² dans des contextes tranchés : quatre bassins peu végétalisés et un bassin entièrement reboisé, il y a 100 ans environ, par les services RTM (Restauration des Terrains en Montagne). Nous nous intéressons ici à des bassins à végétation très clairsemée et présentant une grande proportion de terrains nus : le Francon (50 %), le Moulin (60 %) et la Roubine (80 %), ce dernier n’étant qu’un sous-bassin de celui du Laval nu à 68 % environ. Ils sont drainés par des artères hydrographiques dont les eaux se jettent dans le Bouinenc, un sous-affluent de la Durance (fig. 3). Les recherches menées par plusieurs équipes universitaires regroupées dans le GIS Draix vont de l’acquisition de connaissances à la modélisation sur de multiples sujets : comportement au gel et dégel, mouvements de masse, ablation et transfert sur les versants, cycles de dépôt et reprise dans les lits principaux, rôle de la végétation, géochimie isotopique des eaux (Marc et Mathys, 1999), modélisation des écoulements et des transports de sédiments (Borges et al., 1995 ; Mathys, 2006).

Fig. 2 – Badlands dans les « Terres Noires » de Draix, Alpes méridionales françaises.
Fig. 2 – Badlands in dark marls of Draix (“Terres Noires”) in French southern Alps.

Fig. 2 – Badlands dans les « Terres Noires » de Draix, Alpes méridionales françaises. Fig. 2 – Badlands in dark marls of Draix (“Terres Noires”) in French southern Alps.

A) Deux rigoles qui s’élargissent en ravines élémentaires à l’aval ; B) Ensemble de ravines élémentaires ; C) Ravine. Sa limite amont est rendue complexe par la coalescence de ravines adjacentes.
A) Two rills feeding gullies downstream; B) Elementary gullies; C) Gully, the upper part of which is complicated by adjacent gullies.

12Un premier MNT à 2 m de résolution, issu de photos aériennes au 1/8000, a été acquis en 2000. Depuis, des MNT à plus haute résolution ont été produits à partir de données acquises par drone, par Lidar aéroporté ou terrestre, et diverses recherches en bénéficient. Nous présentons ici trois types de travaux que nous avons conduits à l’aide de ces données. Ils portent sur l’organisation complexe des badlands appréhendée à partir de leur réseau de talwegs, puis sur la prise en compte simultanée des caractéristiques des versants et du talweg pour la sélection de petits bassins versants destinés à expérimenter des procédés anti-érosifs freinant l’exportation de matière. Le dernier cas ouvre la discussion sur les potentialités du Lidar terrestre pour l’observation, la mesure et le suivi annuel ou pluri-annuel de l’érosion sur versant avec une très haute résolution d’ordre centimétrique et une précision altimétrique du même ordre.

Réseau de ravines arborescent et relief complexe

13On cherche à savoir si, dans le secteur de Draix, l’utilisation de MNT à très haute résolution spatiale permet de rendre compte de la complexité des badlands marneux. On part du fait que l’organisation spatiale de leurs éléments constitutifs y est clairement lisible, crêtes et talwegs étant organisés en réseaux arborescents très apparents et complémentaires, l’un semblant être le « négatif » de l’autre. La complexité du relief peut alors être saisie à travers la description de celle du réseau de talwegs. Les résultats suivants se fondent sur les talwegs associés aux ravines de différentes tailles qui se partagent le petit bassin versant du Moulin de 8 ha (fig. 3). A partir d’un MNT à 2 m, dont la résolution a été progressivement dégradée par ré-échantillonnage, on décrit la complexité du réseau à l’aide d’indicateurs habituellement utilisés, tels la densité de drainage, le nombre de tronçons, la valeur des indices de Horton, puis on analyse la variation des résultats en fonction de la résolution du MNT. La méthode d’extraction des réseaux de talwegs utilisée est fondée sur l’algorithme D8 dont le principe a été décrit plus haut. Les représentations qui en résultent sont celles de graphes arborescents, images simples et quantifiables de la complexité. Ces modèles graphiques sont fortement dépendants de la résolution à laquelle l’extraction a été réalisée (fig. 4). La représentation sous forme d’arbre vectoriel permet de traduire l’arborescence selon des indices numériques et de savoir à quelle loi de composition elle répond. Les principes de base sont connues depuis les travaux de R.E. Horton (Horton, 1945 ; Strahler, 1952 ; Shreve, 1969).

Fig. 3 – Localisation des zones de marnes grises ou noires en Durance et des sites de Draix.
Fig. 3 – Dark marls areas in the Durance catchment and Draix sites location.

Fig. 3 – Localisation des zones de marnes grises ou noires en Durance et des sites de Draix.Fig. 3 – Dark marls areas in the Durance catchment and Draix sites location.

Fig. 4 – Évolution de la complexité d’un réseau de talwegs selon la résolution r du MNT.
Fig. 4 – Evolution of a thalweg network complexity according to the DEM resolution r.

Fig. 4 – Évolution de la complexité d’un réseau de talwegs selon la résolution r du MNT. Fig. 4 – Evolution of a thalweg network complexity according to the DEM resolution r.

Bassin du Moulin. Le seuil de surface drainée est de 8 pixels (réalisé par N. Thommeret).
The Moulin catchment. The drainage area threshold is 8 pixels (realized by N. Thommeret).

14Les résultats des calculs sur le bassin du Moulin (tab. 3) montrent que, pour un même seuil de 8 pixels de surface amont drainée, la longueur totale et le nombre de branches augmentent avec la résolution du MNT, ce que l’on met en parallèle avec la finesse de scrutation qui permet d’identifier des objets de taille de plus en plus petite. Les rapports moyens de confluence, Rc, et de longueur, Rl, témoignent – ce qui n’était pas acquis d’avance pour un très petit bassin – d’une certaine stabilité quand on fait varier la résolution du MNT : 2 m, 4 m, 8 m et 20 m. Cette faible dispersion des valeurs signifie que les lois de probabilité qui décrivent la composition du réseau sont quasiment les mêmes, quelles que soient la résolution et l’image obtenue. Cela traduit en d’autres termes la propriété fractale ou autosimilarité du réseau (Tarboton et al., 1988 ; Rodriguez-Iturbe et Rinaldo, 1997) et rend pertinente une approche par la géométrie fractale avec calcul de la dimension fractale non entière qui traduit le degré d’occupation du plan par le réseau linéaire. La fractalité des réseaux hydrographiques a fait l’objet de nombreux travaux, effectués avec des résolutions plus faibles, de 12,5 m par exemple (Maitre et Pinciroli, 1999), ou à partir de cartes topographiques à petite ou moyenne échelle, le 1/25 000 souvent (Moussa et Bocquillon, 1996 ; Hauchard et al., 1999). La très haute résolution spatiale ouvre de nouvelles possibilités : un calcul de la dimension fractale du réseau des talwegs sur le bassin du Moulin donne une valeur de 1,51 avec la résolution de base du MNT (2 m) et pour le seuil de surface amont de 8 pixels. Le calcul a été mené par la méthode dite du comptage de boîtes, généralement utilisée pour les objets naturels. Cette dimension fractale exprime le caractère dendritique, ou irrégularité, du réseau et peut servir de mesure de la complexité. Elle est fonction de la résolution et dépend de la façon dont a été choisie l’origine du réseau. Ainsi, dans notre cas, le réseau extrait du MNT à 8 m, moins ramifié, conduit à une dimension fractale de 1,21 pour le même seuillage. Ce type de mesure autorise une entrée dans la représentation multi-échelle des réseaux et dans la comparaison numérique de leur complexité. Dans le cas de la morphologie des badlands marneux, une telle approche permettrait d’assurer un continuum dans la représentation des reliefs et des modelés.

Tab. 3 – Principales caractéristiques des réseaux de talwegs extraits à partir de MNT à différentes résolutions.
Tab. 3 – Main characteristics of channel networks extracted from DEMs at different resolution.

Résolution (m)

Longueur totale (km)

Nombre de tronçons

Rc

Rl

2

13,1

891

3,85

1,83

4

6,4

248

3,95

1,84

8

2,8

55

3,48

1,75

20

1,2

11

3

1,51

Bassin du Moulin. Rc rapport de confluence, Rl rapport de longueur.
The Moulin catchment. Rc bifurcation ratio, Rl length ratio.

Sélection automatique de ravines et lutte anti-érosive

15La présente application ne traite pas des aspects fondamentaux, comme précédemment, mais elle sollicite la réflexion sur la question de la représentativité d’un sous-ensemble de ravines aux caractéristiques données, par rapport à un vaste ensemble de badlands. Dans le bassin versant de la moyenne Durance, les secteurs marneux fortement disséqués sont fragmentés en ensembles de quelques hectares à quelques kilomètres carrés (fig. 3). Leur présence limite l’extension des terrains agricoles en même temps qu’elle augmente la charge solide des cours d’eau et perturbe l’utilisation des eaux à l’aval : comblement des canaux et des barrages-réservoirs, diminution du potentiel de production électrique, accroissement des risques d’inondation. Maîtriser l’érosion est donc un défi utile. Des techniques anti-érosives utilisant des ouvrages de génie biologique ont été testées sur quelques sites pilotes. Cependant, la superficie totale de la zone à traiter est telle que l’on cherche une solution parcimonieuse par l’implantation des ouvrages dans des lieux aux caractéristiques adaptées. Les études réalisées pour le « Plan Durance Multi-Usages » (Rey et al., 2005) suggèrent une réhabilitation écologique de ravines sujettes à l’érosion selon des critères morphologiques simples : C1 de surface (ravines de moins d’un ha), C2 de pente du lit (inférieure à 40 %), C3 d’orientation (les ravines orientées au sud ne seront pas aménagées).

16La très haute résolution spatiale des MNT permet une extraction automatique des ravines, une estimation de leurs critères morphologiques et donc une sélection rapide des ravines susceptibles d’aménagement. Après extraction de tous les bassins de moins d’un ha sur zones nues et érodées (application du critère C1), puis détermination du réseau hydrographique interne à chaque bassin, les autres critères sont analysés. On peut en particulier extraire, sur chaque réseau hydrographique, le tronçon terminal censé définir le lit de la ravine en sortie de bassin. Les valeurs de pente et azimut de chacun des tronçons terminaux sont alors confrontées aux critères C2 et C3 pour décider de l’acceptation du bassin. Cette méthode a été testée à l’aide d’un MNT à 2 mètres de résolution, issu de photographies aériennes. Dans la zone expérimentale de Draix plusieurs centaines de bassins de moins d’un ha ont ainsi été identifiés à partir du MNT et du réseau hydrographique qu’il a permis de générer. L’application systématique des critères sur le seul Francon (73 ha) a permis de sélectionner 47 ravines satisfaisant tous les critères et donc susceptibles d’aménagement. Elles correspondent presque exclusivement à des sous-bassins d’ordre 1 ou 2 selon la classification de R. Shreve (1969). La pertinence du choix de ces sous-bassins a ensuite été validée in situ « à dire d’expert » et des localisations d’ouvrages ont pu être définies, considérant en particulier la valeur de la pente du lit dans son secteur aval. Des ouvrages (barrages végétaux et bouturage) destinés à piéger les matériaux en transit dans le lit équipent aujourd’hui les deux tiers des ravines sélectionnées. L’ensemble du schéma est susceptible d’application sur la totalité du bassin de la moyenne Durance, où environ 20000 ravines ont été identifiées empiriquement comme susceptibles de réhabilitation écologique. Elles correspondent à une surface totale de plus de 7700 ha et représentent un linéaire de lit d’environ 1000 km.

Mesures de l’érosion sur versant par Lidar terrestre

17L’auscultation géormorphologique par Lidar en reste à ses premières tentatives alors que la technique s’est développée depuis plusieurs décennies en requérant des procédés physiques et des traitements mathématiques de haut niveau (Eitkamp, 2005) et en s’associant aux progrès de la métrologie et de la photogrammétrie (Bretar, 2006 ; Mallet et Brétar, 2009). La littérature fait assez largement état des images obtenues par Lidar aérien sur des zones pouvant compter plusieurs km2 ou sur des secteurs où l’évolution est décelable en quelques années, par exemple lors du remaniement de matériaux glissés à la suite d’un séisme (Chen et al., 2006). Le Lidar terrestre est surtout connu pour la surveillance précise des versants présentant un risque élevé de mouvements de terrain. Les applications dues aux grands organismes publics sont aujourd’hui complétées par des recherches à caractère plus fondamental : activation et suivi de masses glissées marneuses sous pluie artificielle (Travelletti et al., 2008), ou mesures d’érosion sur versant.

18Dans l’exemple traité ici, il s’agit, sur le petit bassin dénudé de la Roubine (1300 m²), d’évaluer les potentialités du Lidar terrestre pour repérer des formes d’érosion de petite taille, griffures ou rigoles,  et pour l’évaluation pixel par pixel des bilans d’érosion sur versant, appréhendés sur une grille à forte résolution. Les mesures de débit solide effectuées à l’exutoire du bassin donnent un taux de dégradation spécifique proche de 180 t.ha-1.an-1, soit une dénudation moyenne de 1,3 cm.an-1 si l’on considère qu’elle s’exerce aux dépends du régolithe et des rares sols. Cette valeur justifie le recours à des mesures directes sur versant avec un outil performant. L’appareil utilisé est un Lidar Optech ILRIS 3D qui a été positionné sur un pilier de repérage en béton servant de point zéro des géoréférencements pour l’ORE Draix. Le versant observé est situé à environ 70 m du pilier et présente une déclivité moyenne de 45°. Les tests préliminaires ont porté sur la précision de repérage de la surface du sol nu et la possibilité d’observer des formes élémentaires afin d’en suivre les modifications.

19Dans le cas considéré, le retour d’onde du Lidar est formé de plusieurs milliers de points par m2. La densité d’information correspond à un point tous les centimètres carrés en moyenne (fig. 5 A). Le bruit initial sur la mesure des points individuels dépend de l’état du matériau et du Lidar utilisé : dans le cas des terrains nus sur « Terres Noires » de la Roubine et avec le Lidar Optech, on a observé un écart-type de l’ordre de 1 à 1,5 cm dans le repérage XYZ. Dans ces conditions, le signal par points restitue bien la présence ou l’absence de griffures et rigoles de quelques centimètres de largeur ou profondeur. Des essais complémentaires sur matériau artificiel - plaques en bois et en métal façonnées en rigoles calibrées - montrent de bonnes restitutions pour des dimensions de ces rigoles dépassant 1 à 2 centimètres de largeur. Dans le cas des rigoles plus larges, communément photographiées sur les sites de Draix, on dispose de comparaisons visuelles entre l’image Lidar et la photographie (fig. 5 B et 5 C). Le suivi de l’érosion demande des mesures diachroniques superposables, donc avec un géoréférencement précis. C’est une opération délicate. À Draix, pour recaler les observations de dates différentes, on se base sur un système de boules en béton de 12 cm de diamètre positionnées sur le pourtour du bassin de la Roubine (1300 m²), et repérées préalablement par DGPS ou tachéomètre (fig. 6). La précision générale du géoréférencement du nuage de points Lidar dépend de plusieurs erreurs : le positionnement DGPS du centre des boules et le repérage des boules dans l’image Lidar. Sur nos mesures actuelles la précision du géoréférencement est proche de 2 cm.

Fig. 5 – Lidar terrestre sur versant.
Fig. 5 – Terrestrial LiDAR on catchment’s slope.

Fig. 5 – Lidar terrestre sur versant. Fig. 5 – Terrestrial LiDAR on catchment’s slope.

A) Exemple d’un nuage de points Lidar sur versant – La Roubine. On distingue nettement des griffures élémentaires de quelques centimètres de large. B) Photographie au sol de rigoles sur un versant – le Moulin. La largeur du fond des rigoles est d’environ 10 cm. C) Vue 3D du MNT issu de points Lidar – Le Moulin (réalisation de A. Jacome).
A) Example of reflected points on the Roubine catchment; Elementary rills, a few centimeters wide, are cleary distinguishable; B) Ground photograph of rills on the Moulin catchment ; C) LiDAR 3D view of a side slope of the Moulin catchment (realized by A. Jacome).

Fig. 6 – Vue 3D du MNT issu de points Lidar et boules de calage.
Fig. 6 – A LiDAR 3D view and positioning targets.

Fig. 6 – Vue 3D du MNT issu de points Lidar et boules de calage. Fig. 6 – A LiDAR 3D view and positioning targets.

Lidar terrestre sur un versant du bassin de La Roubine. La vue représente une portion de versant d’environ 10m sur 10 m. Les zones blanches sont les parties non visibles depuis le point de mesure situé à 70 m environ sur la gauche du cliché.
Terrestrial LiDAR measurements on a gully slope within the Roubine catchment The view represents a slope surface of about 10 m by 10 m. White corresponds to non visible areas from the LiDAR camera, about 70 meters at the left handside margin of the picture.

20Ce type de mesure par Lidar terrestre doit permettre de suivre la dynamique d’apparition et disparition des griffures ou rigoles élémentaires pendant un cycle hydrologique annuel, renouvelant et approfondissant grâce à un traitement numérique désormais envisageable ce que les premières observations et le suivi photographique avaient montré sur certains versants. Par exemple, de septembre 1985 à septembre 1986 nous avons observé un ravinement d’automne avec naissance d’un chevelu de rigoles dans le régolithe, puis un estompage léger sous la neige en hiver ; au printemps les rigoles se sont effacées avec le dégel du sol et la gélifluxion qui l’accompagne, puis est apparu un nouveau chevelu anastomosé après les pluies de l’automne suivant.

21Dans le but d’une cartographie numérique des versants et l’analyse de leurs variations interannuelles dues essentiellement à l’ablation et à l’accumulation, l’ensemble des mesures peut être transformé en MNT raster recalé sur un référentiel stable. Dans notre cas un filtrage spatial utilise la médiane des mesures disponibles sur le pixel et une résolution centimétrique. Les bilans locaux d’érosion évalués pixel par pixel deviennent significatifs dès que les évolutions topographiques locales dépassent l’incertitude liée à la mesure et au positionnement Lidar. Sur l’ensemble du versant étudié, la durée attendue pour bien repérer une évolution significative est de deux à trois ans, même si, localement, certaines variations sont plus rapidement séparables. Notons que des modifications topographiques locales peuvent résulter aussi du gonflement des marnes ou de leur rétraction lors de la déformation superficielle saisonnière du versant (inflation – déflation), marquée visuellement par le développement dans le régolithe d’une structure de type fractal en « choux ». Le Lidar altimétrique ne permet pas d’isoler les effets de ces processus, ce qui impose de rechercher des voies nouvelles basées sur la connaissance de l’état de surface du matériau. De différentes façons, donc, la répétition de mesures qui exigent une précision centimétrique dessine une nouvelle approche des processus élémentaires.

Conclusion

22Le développement des modèles numériques de terrain à très haute résolution spatiale, allant du mètre au centimètre, ouvre des champs nouveaux pour la recherche géomorphologique et environnementale. Ces données peuvent être acquises par l’intermédiaire de l’imagerie satellite, des moyens aéroportés ou grâce à des mesures sur le terrain. Dans le cadre des reliefs et modelés de dissection, des représentations à des échelles métriques ou sub-métriques sont désormais possibles à partir d’un ensemble de moyens dont l’évolution est rapide. Nous avons montré ici des possibilités d’observation, de mesure et d’analyse des ravines d’érosion à partir d’images stéréoscopiques et de Lidar. Les résolutions spatiales et temporelles sont améliorées par rapport aux anciennes techniques et offrent la possibilité de saisir les processus élémentaires d’érosion en relation avec le détail des formes, à l’aide du lidar terrestre en particulier, et de mieux comprendre le façonnement des modelés. Il apparaît clairement que les nouvelles informations sont d’autant plus riches qu’elles sont combinées à d’autres  plus classiques.

23Nous avons détaillé des exemples qui ont trait aux badlands marneux et en rassemblons quelques résultats. Notre recherche a tout d’abord porté sur la détection et l’organisation des réseaux denses de talwegs associés aux drains permanents ou temporaires. Elle fait ressortir des points importants ayant trait à la glyptogenèse et à l’inscription du réseau hydrographique dans une surface. L’existence d’une structure complexe, de type fractale, reconnue empiriquement depuis longtemps, a été formalisée. Les dimensions fractales calculées pour des résolutions à 2 m et à la résolution dégradée 8 m ne sont pas très élevées (par comparaison, par exemple, avec la valeur de la croissance dendritique idéale de l’oxyde de manganèse), mais elles le deviennent relativement à la taille des objets qu’elles caractérisent. Ce résultat ouvre des perspectives géomorphologiques et confirme la nécessité d’aller plus loin dans la modélisation pour appréhender les processus physiques ou physico-chimiques qui ont créé de tels modelés. Les résultats de l’analyse ont montré également l’importance de la résolution et de la procédure d’extraction des réseaux pour la mesure de la complexité et la difficulté à comparer des dimensions fractales obtenues à partir de documents différents. On retrouve ainsi, indirectement, le leitmotiv sur le point de départ du réseau : où commence-t-il ? Qu’est-ce qu’un drain élémentaire et comment participe-t-il à la sculpture des matériaux ? Les mesures par Lidar terrestre donnent, aux intervalles de temps courts, des éléments de réponse, en permettant de saisir l’initialisation d’un réseau, l’inscription des griffures, rigoles et ravines élémentaires dans le versant, et de suivre leur évolution en trois dimensions. Les images de points Lidar enrichies par les observations habituelles de terrain conduisent à reconsidérer, dans ces bassins de Draix, la distinction usuelle entre rigole et inter-rigoles (rill interill) et à donner de l’importance à la limite latérale entre drains et versant, tout autant qu’à la limite amont.

24Nous avons évalué aussi les potentialités du Lidar terrestre à propos de la cartographie des bilans locaux pluri-annuels de l’ablation – accumulation, voire, pour la détection du gonflement ou de la rétraction du régolithe au cours des saisons. Ces possibilités donnent au Lidar un intérêt particulier pour assurer la continuité des observations et mesures jusque sur le matériau, support des formes. Une étude bien différente a décrit l’utilisation opérationnelle de MNT à très haute résolution sur un vaste territoire pour détecter rapidement, selon des critères géomorphologiques simples, les ravines susceptibles d’être réhabilitées par des méthodes de génie biologique. La confrontation des superficies concernées – du très petit bassin de quelques dizaines d’hectares à celui de la Durance moyenne et ses centaines de km2 de terrains marneux érodés – a introduit la question de la généralisation de résultats et de la représentativité.

25Les badlands des bassins expérimentaux de Draix (Alpes de Haute Provence, France) se prêtent bien à des réflexions sur les niveaux de perception, la taille des domaines auscultés, les possibilités de représentation cartographique, en raison de la disposition particulière de leurs éléments constitutifs, topographiques ou hydrographiques, qui admettent la répétition d’un motif. Passer des structures géométriques aux fonctionnements constitue dès lors un bel enjeu et suscite des travaux novateurs appuyés sur la formalisation mathématique. Les applications en cours ou à développer sont nombreuses : depuis la description quantifiée de la structure complexe des reliefs ou des réseaux hydrographiques à la modélisation de la morphogenèse, en passant par le déplacement des matériaux sur les versants et dans les lits fluviaux, ou le traitement de l’information spatiale pour une gestion plus efficace.

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Annexe

English abridged version 

Mapping and measuring gully erosion related to dissected landforms remains a challenge nowadays. Because of the narrow ridges and steep slopes characterizing badlands, the analysis of landforms and controlling erosional processes is complex, and up to now, large extent gully erosion mapping has been a difficult topic. Technical progress in collecting and processing data from remote sensing sensors offers new possibilities. Digital Elevation Model (DEM) is termed “Very High Spatial Resolution” when the pixel size on the ground surface is about one meter or less. DEM acquisition allows large scale mapping, precise and accurate information on altimetry and its derivatives. This paper aims to present the potentiality of these new data to stimulate new topics in geomorphologic research. In addition to theoretical issues concerning DEM acquisition and processed data (tab. 1), some experiments carried out on Draix catchments (in the French Southern Alps) are presented. Generic DEMs covering the whole world exist only at low resolutions. In order to acquire higher resolution DEM from space, two main methods can be followed, either using stereoscopic pairs of images or analyzing a return signal. Stereoscopic images of same lighting and elevation conditions can be used for determining terrain elevation through an image correlation process. The use of Unmanned Aerial Vehicle (UAV) allows the acquisition of high resolution DEM (1 to 10 cm; fig. 1). The LiDAR (Light Detecting and Ranging) emits a light pulse and records its return, producing scatter of highly accurate topographic points (Mallet and Brétar, 2009). When airborne, LiDAR can cover extensive areas, but when it is used from a terrestrial point of view, higher resolution DEM can be obtained (1 cm to 5 cm).

Once acquired, DEMs — i.e. topography — can by mathematically transformed in gradient, exposure, curvature and others characteristics, and used in local or global morphological analyses, viewpoint analyses, and channel networks research. DEMs can also be used in mathematical models. In this paper, we present the results of three research projects conducted on Draix experimental catchments (fig. 2 and fig. 3) in order to illustrate the potential use of DEM in morphological analysis and erosion management.

The first example concerns network extraction and scales. A number of studies has been conducted to extract thalweg networks from raster DEM (O’Callaghan et Mark, 1984; Depraetere et Moniod, 1991; Chorowicz et al., 1992 ; Tarboton, 1997). The most well-known methods are based on the D8 algorithm. It proceeds by local analysis of the elevation according to the hypothesis that water flows in the steepest slope direction, the result being a connected and hydrologically consistent network. These methods suffer from several limitations, however, particularly regarding the flow direction in gently sloping areas and the location where the channels begin in upstream areas. Very high spatial resolution techniques offer new opportunities for the study of hydrographic network structures with the possibility to focus on elements of networks smaller than those usually shown on maps.

Tree-like graphs of the hydrographic network of Moulin Basin (8 ha) were obtained and digitally defined using a 2-meter DEM (fig. 4). Based on this tree-representation, the network structure can be interpreted through numerical indexes as Horton ratios. In order to test the resolution dependence, DEM was resampled through various resolutions at 2, 4, 8 and 20 meters. The number and total length of segments increase whilst DEM is more precise, but the Horton ratios remain almost constant (tab. 3). This result means that distribution laws describing the catchment composition are invariant through scales and confirms the fractal properties of talweg network in badlands. The network fractal dimension was calculated on the Moulin basin. Using the box-covering method, we obtain 1.51 from a 2 m resolution DEM with an upstream surface threshold of 8 pixels. This value measures the dendritic irregularity of the network and can be used as a complexity indicator, which is resolution dependant and network extraction dependant. Resampling the DEM with a 8 m pixel, the new, more regular, network, had a lower fractal dimension value of 1.21, which is in good agreement with a less branching system. This method may therefore be used for multi-scale representation and numerical comparison of networks complexity in badland landscapes.

A second study relates to the application of erosion management over large areas. Marly badlands in the Durance catchment are areas where sediment loads can negatively affect the use of water downstream in the valley. Therefore, the control of erosion in this region is of great importance. It has been proposed to conduct antierosive operations in gully floors. However, in order to be the most effective, these works have to be established in gullies following a number of simple geomorphological criteria: (C1), the gully surface has an area of less than 1 ha, (C2), gully floor gradient is less than 40% and (C3), no measures are taken when gully is oriented south. The very high resolution DEM allows the determination of all suitable gullies through an automatically quantification of these criteria. On basins of less than 1ha (application of the C1 criterion), other criteria are analyzed using the inner hydrographic network. On each hydrographic network, it can be assumed that the final section can correspond to the bed of the gully. Slope and aspect values of final sections are then compared with C2 and C3 criteria. This method was assessed with a 2 meters resolution DEM: several hundreds of basins of less than 1 ha were thus identified within the experimental zone of Draix. For example, the systematic application of the whole criteria on Francon sub-basin (73 ha) defined 47 gullies satisfying the above criteria. The accuracy of gullies selection was then validated through in situ expertise. Today, sediment trapping structures have been put in place over two thirds of the selected gullies. Application on the whole Durance basin concerns approximately 20000 gullies which extend over about 7700 ha.

The third example deals with geormorphologic investigation through terrestrial LiDAR. Terrestrial LiDAR appears very suitable for precise monitoring of slopes with a high risk of ground movements and for collecting data on elementary erosion processes. Here, on the very small Roubine basin (1300 m²), the Lidar was used to assess its capacity to identify small size surface features on the slope - scratches or rills and others narrow drains -, and to estimate the local erosion balance on the slope and its spatial variability. The used system is a LiDAR Optech ILRIS 3D, positioned on a concrete pillar located at approximately 70 m in front of the gully. The observed slope presents an average declivity of 45°. The original signal has a density of several thousands of points per m² and can be resampled on a regular centimetric grid using a median filtering. In relative value, the obtained signal returns the rill incision (fig. 5 and fig. 6) and the extracted DEM allows defining small rills network. In order to compare temporal shape evolutions, accurate planimetry is needed, which is improved by the use of a group of fixed targets all over the gully. The general referencing accuracy of LiDAR points depends both on the inner noise of the LiDAR used and on the accurate positioning of the targets. This latter depends on the field positioning of targets by DGPS and on the target positioning into the DEM image. In our case the referencing accuracy is evaluated to be close to 2 cm. So, this DEM opens the way to pluri-annual erosion surveys, knowing that in these marly areas the mean annual denudation rate ranges from one to one and a half centimeter.Diachronic survey allows the measurement of local ablation-accumulation balance as soon as it exceeds the LiDAR  error range. On Draix marls, it can be over one year, even less. Nevertheless, we keep in mind that topographic evolution may result from volumetrical instability correlated with seasonal wetting or drying processes and observed fractal cauliflowers or “popcorns”.

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Table des illustrations

Titre Fig. 1 – Vue 3D d’un MNT issu d’un couple de photos stéréoscopiques prises par drone. Fig. 1 – A DEM 3D viewderived from a UAV stereoscopic couple.
Légende Altitude de prise de vue 200 m, résolution au sol 5 cm, écart quadratique moyen altimétrique 13 cm, dénivelée 40 m, domaine couvert 50 m * 100 m, bassin du Moulin (localisé dans la figure 4), ORE Draix (réalisation de A. Jacome). Shooting elevation 200 m, resolution 5 cm, altimetric root mean square deviation 13 cm, difference in altitude 40 m, extent 50 m * 100 m, Moulinwatershed, located in figure 4 , ORE Draix (realized by A. Jacome).
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/7589/img-1.png
Fichier image/png, 341k
Titre Fig. 2 – Badlands dans les « Terres Noires » de Draix, Alpes méridionales françaises. Fig. 2 – Badlands in dark marls of Draix (“Terres Noires”) in French southern Alps.
Légende A) Deux rigoles qui s’élargissent en ravines élémentaires à l’aval ; B) Ensemble de ravines élémentaires ; C) Ravine. Sa limite amont est rendue complexe par la coalescence de ravines adjacentes.A) Two rills feeding gullies downstream; B) Elementary gullies; C) Gully, the upper part of which is complicated by adjacent gullies.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/7589/img-2.png
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Titre Fig. 3 – Localisation des zones de marnes grises ou noires en Durance et des sites de Draix.Fig. 3 – Dark marls areas in the Durance catchment and Draix sites location.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/7589/img-3.png
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Titre Fig. 4 – Évolution de la complexité d’un réseau de talwegs selon la résolution r du MNT. Fig. 4 – Evolution of a thalweg network complexity according to the DEM resolution r.
Légende Bassin du Moulin. Le seuil de surface drainée est de 8 pixels (réalisé par N. Thommeret). The Moulin catchment. The drainage area threshold is 8 pixels (realized by N. Thommeret).
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/7589/img-4.png
Fichier image/png, 252k
Titre Fig. 5 – Lidar terrestre sur versant. Fig. 5 – Terrestrial LiDAR on catchment’s slope.
Légende A) Exemple d’un nuage de points Lidar sur versant – La Roubine. On distingue nettement des griffures élémentaires de quelques centimètres de large. B) Photographie au sol de rigoles sur un versant – le Moulin. La largeur du fond des rigoles est d’environ 10 cm. C) Vue 3D du MNT issu de points Lidar – Le Moulin (réalisation de A. Jacome). A) Example of reflected points on the Roubine catchment; Elementary rills, a few centimeters wide, are cleary distinguishable; B) Ground photograph of rills on the Moulin catchment ; C) LiDAR 3D view of a side slope of the Moulin catchment (realized by A. Jacome).
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/7589/img-5.png
Fichier image/png, 886k
Titre Fig. 6 – Vue 3D du MNT issu de points Lidar et boules de calage. Fig. 6 – A LiDAR 3D view and positioning targets.
Légende Lidar terrestre sur un versant du bassin de La Roubine. La vue représente une portion de versant d’environ 10m sur 10 m. Les zones blanches sont les parties non visibles depuis le point de mesure situé à 70 m environ sur la gauche du cliché. Terrestrial LiDAR measurements on a gully slope within the Roubine catchment The view represents a slope surface of about 10 m by 10 m. White corresponds to non visible areas from the LiDAR camera, about 70 meters at the left handside margin of the picture.
URL http://geomorphologie.revues.org/docannexe/image/7589/img-6.png
Fichier image/png, 631k
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Christian Puech, Nathalie Thommeret, Brigitte Kaiser, Jean-Stéphane Bailly, Andres Jacome, Freddy Rey et Nicolle Mathys, « MNT à très haute résolution dans les modelés fortement disséqués : des données aux tests d’application », Géomorphologie : relief, processus, environnement, vol. 15 - n° 2 | 2009, 141-152.

Référence électronique

Christian Puech, Nathalie Thommeret, Brigitte Kaiser, Jean-Stéphane Bailly, Andres Jacome, Freddy Rey et Nicolle Mathys, « MNT à très haute résolution dans les modelés fortement disséqués : des données aux tests d’application », Géomorphologie : relief, processus, environnement [En ligne], vol. 15 - n° 2 | 2009, mis en ligne le 01 juillet 2011, consulté le 22 octobre 2017. URL : http://geomorphologie.revues.org/7589 ; DOI : 10.4000/geomorphologie.7589

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Auteurs

Christian Puech

UMR TETIS Cemagref Montpellier, puech@teledetection.fr

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Nathalie Thommeret

UMR 8591 CNRS, nathalie.thommeret@cnrs-bellevue.fr

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Brigitte Kaiser

UMR 8591 CNRS, kaiserb@cnrs-bellevue.fr

Jean-Stéphane Bailly

UMR TETIS Cemagref Montpellier, bailly@teledetection.fr

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Andres Jacome

UMR TETIS Cemagref Montpellier

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Freddy Rey

UR EM Cemagref Grenoble, freddy.rey@cemagref.fr

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Nicolle Mathys

UR ETNA Cemagref Grenoble, nicolle.mathys@cemagref.fr

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