Géométrie 3D des lits de rivière par stéréophotogrammétrie à travers l'eau

Autor: FEURER, DENIS
Přispěvatelé: Territoires, Environnement, Télédétection et Information Spatiale (UMR TETIS), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-AgroParisTech-Centre national du machinisme agricole, du génie rural, des eaux et forêts (CEMAGREF), Laboratoire de géomatique agricole et apliquée (GAAP), Université Laval [Québec] (ULaval), AgroParisTech, Université Laval, Christian Puech & Alain Viau, Laboratoire d'étude des Interactions Sol - Agrosystème - Hydrosystème (UMR LISAH), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), M. Christian Puech Directeur de recherches, Cemagref, M. Alain Viau Professeur, Université Laval, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), UNIVERISITE LAVAL QUEBEC CAN, Partenaires IRSTEA, Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Doctorat Institut des Sciences et Industrie du Vivant et de l'Environnement, AgroParisTech, Sciences de la Terre et de l'Eau et Philosophiae Doctor, Doctorat en Sciences Géomatiques, Université de Laval (CAN)
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2008
Předmět:
Zdroj: Sciences de l'environnement. AgroParisTech; Université Laval, 2008. Français
Géométrie 3D des lits de rivière par stéréophotogrammétrie à travers l'eau, Université Laval(2008)
Environnement et Société. Université Laval; AgroParisTech, 2008. Français
Sciences de l'environnement. Doctorat Institut des Sciences et Industrie du Vivant et de l'Environnement, AgroParisTech, Sciences de la Terre et de l'Eau et Philosophiae Doctor, Doctorat en Sciences Géomatiques, Université de Laval (CAN), 2009. Français
Popis: Les considérations environnementales occupent une place croissante dans l'opinion publique ainsi que dans les politiques nationales et internationales. Le cas de la rivière en est un exemple particulièrement frappant : au centre d'enjeux multiples et pour certains hautement stratégiques (énergie, irrigation), elle est le théâtre d'un conflit d'usages donnant lieu à l'établissement de compromis particulièrement fins pour la gestion de la ressource. Dans les approches les plus courantes, la description de l'état et du fonctionnement d'un hydrosystème tel que celui de la rivière est effectuée par la mesure de variables physiques ou la mise en relation des variables d'intérêt avec les paramètres physiques quantifiables caractérisant le milieu (modèles hydrauliques, modèles hydrobiologiques). L'objectif de ce travail est donc de proposer une réponse à la question de la mesure de la géométrie de la rivière par télédétection. On s'attache tout d'abord à décrire le contexte particulier de la rivière mentionné plus haut puis à effectuer un état de l'art faisant ressortir une lacune pour la restitution du relief immergé par stéréo à travers l'eau avec des moyens légers. On propose ensuite une méthode complète d'acquisition d'images et de traitements permettant d'estimer le relief immergé de rivière. Le travail effectué repose sur la mise en oeuvre de moyens technologiques légers permettant une grande flexibilité pour l'acquisition des données. On se base sur les méthodes de stéréorestitution du relief, pour lesquelles on propose une adaptation au contexte spécifique de la photogrammétrie à travers l'eau. Enfin, on met en place des méthodes de correction des mesures brutes intégrant des contraintes a priori (cohérence hydraulique ; cohérence spatiale) pour la correction de l'effet de réfraction. L'application de la méthode développée en conditions opérationnelles sur une rivière peu profonde à fond de galets montre que la mesure du relief immergé par stéréophotogrammétrie est possible, et permet une représentation de la topographie du lit d'une qualité compatible avec les modèles hydrobiologiques (modèles habitat-poisson). On a ainsi développé, testé, validé et determiné les conditions d'application d'une méthode de mesure de la géométrie de la rivière par télédétection originale et complémentaire des technologies existantes.
Environmental questions are of a growing concern for public opinion as well as for national and international policies. A striking example is the one of the rivers : focusing multiple issues from which highly strategic ones (energy, irrigation), usage of their waters lead to a particularly fine compromise. In most commons approaches, state and function of this hydrosystem is described by measuring physical variable or by establishing relationships between variables of interest and physical parameters (hydraulical models, hydrobiological models). The aim of this thesis is hence to propose an answer to the problem of measuring river geometry by remote sensing. We first detail the specific context of river systems and establish a state-of-the-art of remote sensing methods, which shows a lack for light stereo-based methods. Then, we propose a full image acquisition and processing method allowing estimation of river immersed topography. This works involves the use of cheap and light hardware which makes it possible to be used flexibly. Classical stereorestitution methods have been adapted to the specific context of through-water photogrammetry. Finally, refraction correction methods integrating a priori knowledge (hydraulic and spatial consistency) have been developed. This method has been applied on a shallow, gravel-bed river and the accuracy and precision of immersed relief estimation is found to be compatible with requirements of hydrobiological models. We hence developed, tested, and validated an original method for estimating river 3D geometry which can supplement existing ones.
Databáze: OpenAIRE
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