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DANS LES DOMAINES DES SCIENCES DE LA TERRE, DES SCIENCES DE L'UNIVERS, DE LA GEOGRAPHIE, LA TELEDETECTION EST PARFOIS L'UN DES SEULS MOYENS D'ETUDIER LA SURFACE DU SOL. LA MODELISATION ET L'ANALYSE GEOMETRIQUE ET TEXTURALE DE CETTE SURFACE AU MOYEN DE MODELES NUMERIQUES DE TERRAIN OU MNT, PERMETTENT D'OBTENIR OU DE PRECISER LA NATURE GEOLOGIQUE ET GEOMORPHOLOGIQUE DU TERRAIN QUE L'ON OBSERVE FOURNISSANT AINSI UNE SOURCE CONSIDERABLE DE DONNEES MORPHOLOGIQUES, GEOMETRIQUES OU TEXTURALES AUSSI BIEN A L'ECHELLE LOCALE QU'A L'ECHELLE REGIONALE EN FONCTION DE LA NATURE DES OBJETS ET DES ENTITES QUE L'ON SOUHAITE ETUDIER. LES MNT SE PRESENTENT, LA PLUPART DU TEMPS, SOUS LA FORME DE GRILLES REGULIERES DITE RASTER OU NON REGULIERES TIN (TRIANGULATED IRREGULAR NETWORK). L'OBJECTIF DE CETTE THESE EST D'UTILISER TOUS LES ASPECTS DU MNT A DIVERSES ECHELLES : MORPHOLOGIQUE, TEXTURALE, VOIRE A L'ECHELLE DU PIXEL. LE PREMIER ASPECT CONSISTE A DECRIRE CETTE SURFACE BIDIMENSIONNELLE POUR CHERCHER A METTRE EN EVIDENCE LES INFORMATIONS INTRINSEQUES QUE PEUT FOURNIR LA GEOMETRIE DU MNT. DANS CE CADRE, TROIS APPROCHES ONT ETE DEVELOPPEES. LA PREMIERE DITE DU VOXEL WALL, LA SECONDE APPELEE L'URSIN PROCEDURE ET LA TROISIEME QUI UTILISE DES INFORMATIONS DE COURBURES LOCALES. LE BUT EST DE SAVOIR SI LA SURFACE DECRITE PAR LE MNT EST EN RELATION OU TRADUIT DES STRUCTURES PROFONDES ET LES ACTIONS QUI ONT DEFINI SA FORME. LE DEUXIEME ASPECT CONSIDERE LE MNT COMME UNE SIMPLE IMAGE A LAQUELLE ON PEUT APPLIQUER DES OUTILS DEDIES AU TRAITEMENT D'IMAGE. LE TROISIEME ASPECT ABORDE LE MNT DANS L'UNIVERS SPECTRAL PERMETTANT PAR FILTRAGE, DE DEGAGER LES STRUCTURES PRINCIPALES D'UNE FORME EN FONCTION DE CERTAINS CRITERES COMME L'ORIENTATION, LA TAILLE, ETC. L'ENSEMBLE FOURNIT DE NOUVEAUX INDICES D'ANALYSE DES MNT ET COMPLETE LES METHODES D'INVESTIGATION INFORMATIQUES AFIN D'EXPLOITER LES DONNEES ALTIMETRIQUES
Author: Patrick Julien Publisher: ISBN: 9782340011786 Category : Languages : fr Pages : 276
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L'ouvrage décrit en détail quelques méthodes mathématiques de construction de modèles numériques de terrain (MNT) sous forme de surfaces, à partir de données non structurées (échantillon irrégulier de points) ou difficiles à utiliser directement en ordinateur (courbes de niveau). Les surfaces construites peuvent s'appuyer sur un maillage (carré régulier ou triangulaire irrégulier), ou être représentées par une expression mathématique sans maillage sous-jacent, comme les surfaces splines "plaque mince" et les surfaces à fonction de base radiale (ou surfaces de " krigeage "). Ainsi représenté par une surface mathématique, le MNT peut être facilement exploité en ordinateur. Après un aperçu global des MNT et de leurs utilisations, le livre expose les méthodes de construction proprement dites, sans donner toutes les justifications des propriétés mathématiques énoncées ou utilisées. Ces justifications, avec les définitions nécessaires, font l'objet des derniers chapitres, de sorte que l'ensemble constitue un ouvrage autonome comportant des démonstrations complètes. Le livre s'adresse aux étudiants, ingénieurs, chercheurs ou développeurs et utilisateurs de systèmes d'information concernés par les aspects mathématiques des MNT. Il peut aussi intéresser les lecteurs curieux de découvrir des exemples d'applications des mathématiques.
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LA PREMIERE PARTIE DE CES RECHERCHES PORTE SUR L'ETUDE DE LA CLASSIFICATION DES TYPES DE RELIEF DE TERRAIN EN VUE DE L'ECHANTILLONNAGE OPTIMAL. POUR CE FAIRE, DIFFERENTES APPROCHES DE CLASSIFICATION DES TYPES DE RELIEFS SONT PRESENTEES, LES PARAMETRES QUANTITATIFS SONT ETUDIES ET EVALUES. IL EST FINALEMENT PROPOSE UN MODELE DE CLASSIFICATION DES TYPES DE TERRAIN D'UTILISATION PRATIQUE POUR L'ECHANTILLONNAGE OPTIMAL. LA SECONDE PARTIE EST L'ETUDE D'UN MODELE POUR L'EVALUATION DE LA QUALITE D'UN MNT. LES DIFFERENTES APPROCHES SONT ENUMEREES. LA BASE MATHEMATIQUE DE LA METHODE ANALYTIQUE ET UN MODELE POUR EVALUER LA QUALITE DE REPRESENTATION DES PRIMITIVES GEOMETRIQUES, AINSI QUE LA COMBINAISON DE CES DERNIERES, SONT PRESENTES. FINALEMENT UN MODELE MODIFIE D'EVALUATION DE LA QUALITE DE REPRESENTATION DES RELIEFS REELS EST PROPOSE. LA TROISIEME PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE DE L'ECHANTILLONNAGE SELECTIF. A L'AIDE DE L'ETUDE DES PRIMITIVES GEOMETRIQUES, CERTAINES REGLES DE BASE SONT PROPOSEES POUR STRUCTURER L'ECHANTILLONNAGE SELECTIF ET LE RENDRE SYSTEMATIQUE. LE RESULTAT DE L'ECHANTILLONNAGE SELECTIF EST APPELE INFORMATION DE SQUELETTE. LA QUATRIEME PARTIE EST L'ETUDE DE DIFFERENTS MODELES DE DECISION POUR UNE DENSIFICATION ADAPTABLE AUX IRREGULARITES DE TERRAIN, DANS LE CAS DE L'ECHANTILLONNAGE PROGRESSIF (EP). TOUT D'ABORD NOUS AVONS INTRODUIT DIFFERENTS MODELES DE DECISION POUR UNE DENSIFICATION ADAPTABLE. POUR DETERMINER LE MODELE OPTIMAL DE DENSIFICATION, NOUS AVONS REALISE DES ESSAIS EN UTILISANT QUELQUES PRIMITIVES GEOMETRIQUES REPRESENTATIVES, AINSI QUE LA COMBINAISON DE CES PRIMITIVES. LA CINQUIEME PARTIE EST CONSACREE A L'ETUDE DES PERFORMANCES DE L'ECHANTILLONNAGE COMPOSE (EC), AINSI QUE DE L'ECHANTILLONNAGE PROGRESSIF (EP). POUR CE FAIRE, IL FAUT ETUDIER TOUT D'ABORD LE ROLE ET L'EFFET DE L'INFORMATION DE SQUELETTE (COLLECTEE LORS DE L'ECHANTILLONNAGE SELECTIF), ET LA FACON D'AMALGAMER CETTE INFORMATION AVEC UNE INFORMATION DITE COMPLEMENTAIRE. NOUS AVONS DEVELOPPE UN LOGICIEL D'ECHANTILLONNAGE COMPOSE, CONTENANT DES REGLES DE DECISION POUR L'ANALYSE DES INFORMATIONS DE SQUELETTE ET COMPLEMENTAIRE. NOUS AVONS ANALYSE LES EFFETS DE DIFFERENTES SERIES D'INFORMATIONS DE SQUELETTE. POUR VERIFIER LA VALIDITE DE CES REGLES, DES MODELES DE TERRAIN SUFFISAMMENT ACCIDENTE ONT ETE CHOISIS. TOUT D'ABORD L'INFORMATION DE SQUELETTE EST ECHANTILLONNEE SELECTIVEMENT. PUIS NOUS AVONS EFFECTUE, L'ECHANTILLONNAGE PROGRESSIF DE CES MODELES. LE RESULTAT EST UN MNT PLUS ECONOMIQUE (MINIMUM DE POINTS ECHANTILLONNES) ET DE MEILLEURE PRECISION
Author: Mhamad El Hage Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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La production de Modèles Numériques de Terrain (MNT) a subi d'importantes évolutions durant les deux dernières décennies en réponse à une demande croissante pour des besoins scientifiques et industriels. De nombreux satellites d'observation de la Terre, utilisant des capteurs tant optiques que radar, ont permis de produire des MNT couvrant la plupart de la surface terrestre. De plus, les algorithmes de traitement d'images et de nuages de points ont subi d'importants développements. Ces évolutions ont fourni des MNT à différentes échelles pour tout utilisateur. Les applications basées sur la géomorphologie ont profité de ces progrès. En effet, ces applications exploitent les formes du terrain dont le MNT constitue une donnée de base. Cette étude a pour objectif d'évaluer l'impact des paramètres de production de MNT par photogrammétrie et par InSAR sur la qualité de position et de forme de ces modèles. La qualité de position, évaluée par les producteurs de MNT, n'est pas suffisante pour évaluer la qualité des formes. Ainsi, nous avons décrit les méthodes d'évaluation de la qualité de position et de forme et la différence entre elles. Une méthode originale de validation interne, qui n'exige pas de données de référence, a été proposée. Ensuite, l'impact des paramètres de l'appariement stéréoscopique, du traitement interférométrique ainsi que du rééchantillonnage, sur l'altitude et les formes, a été évalué. Finalement, nous avons conclu sur des recommandations pour choisir correctement les paramètres de production, en particulier en photogrammétrie.Nous avons observé un impact négligeable de la plupart des paramètres sur l'altitude, à l'exception de ceux de l'InSAR. Par contre, un impact significatif existe sur les dérivées de l'altitude. L'impact des paramètres d'appariement présente une forte dépendance avec la morphologie du terrain et l'occupation du sol. Ainsi, le choix de ces paramètres doit être effectué en prenant en considération ces deux facteurs. L'effet des paramètres du traitement interférométrique se manifeste par des erreurs de déroulement de phase qui affectent principalement l'altitude et peu les dérivées. Les méthodes d'interpolation et la taille de maille présentent un impact faible sur l'altitude et important sur ses dérivées. En effet, leur valeur et leur qualité dépendent directement de la taille de maille. Le choix de cette taille doit s'effectuer selon les besoins de l'application visée. Enfin, nous avons conclu que ces paramètres sont interdépendants et peuvent avoir des effets similaires. Leur choix doit être effectué en prenant en considération à la fois l'application concernée, la morphologie du terrain et son occupation du sol afin de minimiser l'erreur des résultats finaux et des conclusions.
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Cette thèse étudie l’impact de la représentation du relief sur les études de risque. L’objectif de cette étude est de montrer que la manière de modéliser le relief modifie le comportement et les résultats de simulations de risque. La démarche s’effectue en quatre temps. Nous proposons en premier lieu une étude bibliographique portant sur les différentes modélisations informatiques du relief et sur l’intérêt d’utiliser un modèle numérique de terrain (MNT) dans les études de risque. Dans un second temps, nous décrivons des méthodes d’intégration cohérente de données vecteur sur un MNT et étudions leur impact sur les résultats de simulations de risque. Dans un troisième temps, nous décrivons l’influence des erreurs altimétriques sur la représentation du relief. Afin de faciliter la détection de ces erreurs, nous proposons une méthode de prédiction de zones potentiellement fausses par croisement de données vecteur sur un MNT. Enfin, dans un dernier temps, nous proposons une partie plus prospective présentant des concepts qui permettraient la création d’une carte d’erreurs potentielles à partir de la détection automatique des zones d’erreurs définies durant la thèse. Les résultats sont les suivants : L’intégration cohérente d’objets vecteur est un apport important permettant d’affiner de manière significative les résultats de simulations de risque - La détection d’erreurs met en valeur les zones les plus fréquemment touchées et souligne l’importance d’une modélisation corrigée d’artefacts. Elle montre toutefois que la plupart des interpolations classiques donnent des résultats similaires en terme de qualité - Une classification des erreurs par type de zones morphologiques permet la mise en place d’une méthode de détection de zones d’erreurs potentielles grâce à l’étude de paramètres topographiques. Grâce à cette approche, il est possible de calculer la qualité potentielle d’un MNT et ainsi, détecter des zones plus ou moins fiables. Ces méthodes permettent à l’utilisateur de mieux évaluer la qualité de son MNT et donc prévoir plus finement l’impact de la modélisation de son MNT sur ses résultats de simulation
Author: Nahossio Gonga-Saholiarilava Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 349
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Nous avons voulu rassembler ici le fruit de quatre années d'expérience en bureau d'étude et d'auto-apprentissage qui ont permis d'étudier et de caractériser des formes de la surface terrestre et des indicateurs de géomorphologie quantitative à partir d'analyses géomorphométriques basées sur des modèles ou grilles d'élévation. On y présente tout d'abord, sous forme d'un état des lieux, les caractéristiques et la structure des modèles d'élévation ainsi que la géomorphométrie et ses applications en géomorphologie et en reconnaissance de formes. Les bases analytiques et numériques des dérivées mathématiques de l'élévation (pente, convexités locales) et l'évaluation des erreurs au sein des modèles ont été développées et présentées dans un effort de synthèse didactique. Différents tests comparatifs à partir de grilles de sources et de résolutions variées ont été effectués sur plusieurs zones de fronts montagneux présélectionnées pour leurs caractéristiques structurales et géomorphologiques, débouchant sur des algorithmes d'analyse et de calcul adaptés aux conditions du terrain et proposant une méthodologie de cartographie de l'autocorrélation spatiale. À partir de l'analyse du réseau hydrographique et du calcul et de l'évaluation de la pente et des convexités locales, une procédure de localisation automatique des knickpoints a également été développée. Cette procédure est destinée à localiser rapidement et avec précision ces irrégularités dans le profil en long des rivières, par exemple pour des études exploratoires qui précèdent un travail de géomorphologie fluviale ou pour une analyse morphotectonique régionale. Cette nouvelle méthode a été testée dans le contexte de trois fronts montagneux : la Sierra Nacimiento (Nouveau Mexique), le segment de Weber des Wasatch Mountains (Utah), et le secteur de Solsona-Boixols dans les Pyrénées orientales espagnoles, et a permis d'identifier 50 à 80% des knickpoints observés sur le terrain. La variation des résultats obtenus dépend du type de modèle d'élévation utilisé et de sa résolution au sol. Pour de meilleurs résultats l'application demande à être calibrée plus finement grâce à l'introduction de contraintes géomorphométriques supplémentaires. Une telle amélioration se destinerait à prendre en compte l'ensemble des dynamiques d'écoulement fluvial qui caractérisent la présence d'un knickpoint et d'atteindre une capacité de détection de 70-80% quel que soit le modèle d'élévation retenu et la montagne considérée. Notre travail a permis de poser les bases d'un outil reproductible en fonction des paramètres intrinsèques aux modèles ou grilles d'élévation (erreurs, précision, exactitude et structure), qu'il est possible d'intégrer à des logiciels à finalité académique ou industrielle lorsqu'il s'agit d'utiliser les caractéristiques des réseaux hydrographiques comme instruments de diagnostic des dynamiques de la surface et de la subsurface terrestre.
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DANS LA PREMIERE PARTIE LE RELIEF TERRESTRE EST MODELISE COMME UNE SURFACE FRACTALE A L'AIDE D'UN MODELE BIDIMENSIONNEL APPELE MOUVEMENT BROWNIEN FRACTIONNAIRE. CE MODELE EST APPLIQUE A LA MISE EN EVIDENCE D'ARTEFACTS DUS A L'INTERPOLATION, ET AU RE-ECHANTILLONNAGE DES MODELES NUMERIQUES DE TERRAIN EN MODE RASTER. UNE TECHNIQUE DE RE-ECHANTILLONNAGE FRACTAL EST COMPAREE A LA TECHNIQUE BILINEAIRE CLASSIQUE SELON DIFFERENTS CRITERES DE QUALITE, ET DIFFERENTES STRUCTURES DE GRILLES SONT COMPAREES EN TERME DE QUALITE D'ECHANTILLONNAGE. CETTE COMPARAISON MONTRE QUE DES GRILLES IRREGULIERES TELLES QUE CELLES OBTENUES PAR ECHANTILLONNAGE COMPOSITE PERMETTENT DE SATISFAIRE SIMULTANEMENT DES CRITERES DE QUALITE QUI SERAIENT INCOMPATIBLES AVEC UNE GRILLE REGULIERE. LA DEUXIEME PARTIE ABORDE LE PROBLEME DE LA CARTOGRAPHIE DES RISQUES DE GLISSEMENT DE TERRAIN. UNE TECHNIQUE DE ZONAGE BASEE SUR LA THEORIE DES ENSEMBLES FLOUS EST PROPOSEE. DES RESULTATS SONT PRESENTES SUR LA ZONE-TEST DE TAHITI A PARTIR D'UNE IMAGE SPOT ET D'UN MODELE NUMERIQUE DE TERRAIN, ET LES POTENTIELS ET LIMITES DE CETTE METHODE SONT ANALYSES
Author: Gil Rito Gonçalves Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 190
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CE TRAVAIL SE PLACE DANS LE CADRE DE LA CONSTRUCTION DES MODELES NUMERIQUES (MNT) DE TERRAIN A PARTIR DES COURBES NIVEAU (CN). NOUS MONTRONS, DANS LE CHAPITRE 1, QUE LA CONDITION POUR QU'UN MNT SOIT EQUIVALENT AU MODELE CARTOGRAPHIQUE REPRESENTE PAR LES CN, EST QUE LES COURBES INTERCALAIRES TRACEES SUR LE MNT S'ACCORDENT AVEC LES COURBES INITIALES. OR CETTE CONDITION N'EST EN GENERAL ATTEINTE PAR LES METHODES CONNUES, NOTAMMENT LA GRILLE ELASTIQUE. EN EFFET, LORSQU'ON CHERCHE A AJUSTER UNE GRILLE ELASTIQUE SUR DES CN, ON OBSERVE QUE LA SURFACE OBTENUE EST PLUS TENDUE ENTRE LES COURBES QU'AU PASSAGE DE CELLES-CI. CE DEFAUT SE TRADUIT PAR DES COURBES INTERCALAIRES INCOHERENTES AVEC LES COURBES INITIALES. DANS LE CHAPITRE 2, NOUS DECRIVONS LA METHODE GRILLE ELASTIQUE, DUE A D'AUTUME. CETTE METHODE A ETE ADAPTEE DE FACON A PRODUIRE UNE SURFACE CONTINUMENT DERIVABLE ET A TRAITER LE CAS SPECIFIQUE OU L'ECHANTILLON EST FORME PAR DES CN. NOUS MONTRONS AU CHAPITRE 3 QUE LE PROBLEME DES COURBES INTERCALAIRES PEUT ETRE RESOLU PAR L'ADDITION, DANS L'ECHANTILLON FOURNI A LA GRILLE ELASTIQUE, D'INFORMATIONS SUPPLEMENTAIRES RELATIVES AUX DIRECTIONS DE L'HORIZONTALE ET AUX LIGNES DE CRETE ET TALWEG. NOUS MONTRONS AUSSI QUE CES INFORMATIONS PEUVENT ETRE EXTRAITES AUTOMATIQUEMENT CAR ELLES FIGURENT DEJA, SOIT EXPLICITEMENT POUR LES DIRECTIONS DE L'HORIZONTAL, SOIT IMPLICITEMENT POUR LES LIGNES DE CRETE ET TALWEG, DANS LES CN. DANS LE CHAPITRE 4 NOUS NOUS INTERESSONS A L'EVALUATION NUMERIQUE DE L'EQUIVALENCE ENTRE LES MODELES CARTOGRAPHIQUE ET NUMERIQUE. CETTE EVALUATION EST FAITE PAR L'ETUDE DES GRAPHES DES FONCTIONS LONGUEUR ET COURBURE DES CN INITIALES ET INTERCALAIRES. NOUS MONTRONS QU'ON PEUT DETECTER DE FACON SIMPLE SI UNE SURFACE PRESENTE OU NON DES ARTEFACTS LIES AU NON-RESPECT DU MODELE CARTOGRAPHIQUE, EN CONFRONTANT LES LONGUEURS DES COURBES INITIALES ET DES COURBES INTERCALAIRES
Author: Frédéric Baudemont
Author: Patrick Julien
Author: MASSOUD.. CHARIF
Author: Mhamad El Hage
Author: Frédéric Rousseaux
Author: Nahossio Gonga-Saholiarilava
Author: Laurent Polidori
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Author: Gil Rito Gonçalves
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