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Dissertations / Theses on the topic 'Sols – Télédétection'
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Wang, Jinnian. "Caractérisation des sols par l'analyse d'images hyperspectrales en télédétection." Thesis, Aix-Marseille, 2014. http://www.theses.fr/2014AIXM4051/document.
Full textAbstract:
Les images hyperspectrales fournissent des informations intéressantes quant à la composition des sols, en particulier au niveau minéral, ce qui permet de caractériser efficacement les « groupements de minerai » et les « minerais isolés ». Ce travail de recherche avait pour objectif d'établir un système de cartographie 3D des minerais qui intègre des informations de surfaces (acquises par satellite ou à partir d'un aéronef) et des informations souterraines (par forages) à partir de données hyperspectrales. Le travail décrit dans ce mémoire s'articule de la manière suivante :- Pour la cartographie de surface, nous avons développé et optimisé des algorithmes pour mesurer de manière à la fois précise et homogène au niveau des transitions, le taux de minerais à toutes les longueurs d'ondes (de 0.2 à 12m) à partir de l'imagerie hyperspectrale par satellite et aéroportée. Un travail a été également fait à ce sujet pour améliorer la correction atmosphérique. Nous avons utilisé le modèle de BRDF de Hapke pour étudier la composition, linéaire et non linéaire, des modèles spectres- Pour la cartographie minéralogique souterraine, nous avons développé un système que nous avons appelé Field Imaging Spectrometer System (FISS), dont le verrou scientifique était dans le calcul et la mise en oeuvre de la précision sur les produits minéraux recherchés.- Nous avons mis cela en application par la suite, de manière à mieux comprendre le système minéral, et ce à partir de méthode utilisant les données hyperspectrales. Pour cela, nous avons utilisé les Systèmes d'Information Géographique (SIG), ce qui nous a permis de produire des simulations relatives à l'exploitation minièreHyperspectral remote sensing has been used successfully to identify and map abundances and compositional difference of mineral groups and single mineral phases. This research will toward developing a 3D mineral mapping system that integrate surface (airborne and satellite) and subsurface (drill core) hyperspectral remote sensing data and carries it into quantitative mineral systems analysis. The main content and result is introduced as follows:- For Surface mineralogy mapping, we have developed and optimized the processing methods for accurate, seamless mineral measurements using Airborne and Satellite hyperspectral image. This requires solutions for unmixing background effects from target minerals to leave residual scaled mineral abundances equivalent to vegetation-free pixels. Another science challenge is to improve the atmospheric correction. Also Hapke BRDF model is used on the study in the linear and nonlinear mineral spectral mixing models.- For the subsurface mineralogy mapping, we have developed Field Imaging Spectrometer System (FISS) and Drill Core Logging for the subsurface mineralogy mapping, the Key science challenges will be establishing the accuracy of derived mineral products through associated laboratory analysis, including investigations from SWIR into the thermal infrared for measuring minerals.- The 3D mineral maps derived from hyperspectral methods can distinctly improve our understanding of mineral system. We use GIS system integrating surface and subsurface mineralogy mapping, with 3D mineral models for demonstration exploitation of economic mineral deposits in test site
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Kerr, Yann H. B. "Echanges énergétiques à l'interface sol-atmosphère par télédétection : complémentarités des différents domaines de longueurs d'ondes." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30109.
Full textAbstract:
L'utilisation de donnees de teledetection acquises dans differents domaines de longueurs d'ondes (visible, proche infra-rouge, infra-rouge thermique et microondes passives) est etudiee dans le cadre de l'estimation des bilans energetiques et hydriques a l'interface sol-atmosphere. Cette etude se situe dans un contexte global, c'est-a-dire sur des surfaces terrestres relativement etendues, et est principalement axee sur les zones arides et semi-arides ou se pose le probleme de la desertification. Pour chaque domaine spectral, la physique de la mesure est etudiee, ce qui permet d'evaluer les parametres de la surface (albedo, temperature, couverture vegetale, etc. ) qu'il est possible d'extraire du signal satellitaire et de quantifier avec quelle precision. Ensuite, sont etudies les differents flux que l'on peut estimer au moyen de ces parametres de surface. Comme il s'avere impossible de determiner l'ensemble de ces flux au moyen de donnees acquises dans un seul domaine de longueur d'onde, les synergies entre les differents domaines de longueurs d'ondes sont analysees. Une methodologie d'utilisation est alors suggeree. Les resultats sont valides au moyen de resultats de mesures effectuees lors de campagnes (senegal, niger, arizona, sud-est de la france). Enfin, les perspectives futures sont decrites
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Tran, Truong. "ESTIMATION DE L'ÉTAT HYDRIQUE DES SOLS EN AFRIQUE DE L'OUEST PAR TÉLÉDÉTECTION SPATIALE." Phd thesis, Université de Grenoble, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00608801.
Full textAbstract:
Les travaux réalisés au cours de cette Thèse ont contribué à améliorer l'estimation de l'humidité de surface du sol et de l'humidité racinaire sur la bande sahélienne en Afrique de l'ouest. La première partie a été consacrée à évaluer la capacité de différents algorithmes d'estimations de l'humidité du sol basées sur des mesures satellites dans le domaine spectral de l'infrarouge thermique. Dans un deuxième temps, une méthode a été développée dans le but d'obtenir une cartographie de l'humidité du sol à une résolution temporelle fine (< 3h) en se basant sur deux produits satellites: un produit satellite de précipitation et une cartographie journalière micro-onde sensible à l'humidité du sol. Dans un troisième temps, une évaluation de la fiabilité et de la robustesse de la méthodologie a été proposée. Enfin, une méthode semi-empirique a été utilisée afin de produire une cartographie de l'humidité de la zone racinaire (0-1 m) sur l'ensemble de la bande sahélienne. Les mesures de terrain obtenues sur trois sites situés au Mali, au Niger et au Bénin dans le cadre du programme AMMA ont servi de référence pour évaluer la qualité des estimations de l'humidité superficielle et racinaire à chaque étape de ce travail. Les résultats montrent qu'une estimation de l'humidité superficielle du sol est possible avec une précision de moins de 3 % vol. sur la bande sahélienne. L'erreur est de l'ordre de 5% vol. sur la zone soudanienne (Bénin). La précision est identique sur l'estimation de l'humidité racinaire. Enfin, la méthode développée permet parallèlement de corriger les produits satellites de précipitation et notamment la surestimation du cumul annuel et du nombre d'événements des trois produits satellites utilisés dans ce travail.
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Aichi, Hamouda. "Caractérisation des propriétés du sol par télédétection rapprochée et spatiale en milieux tempéré et aride." Rennes, Agrocampus Ouest, 2009. http://www.theses.fr/2009NSARD054.
Full textAbstract:
La spectrométrie visible proche-infrarouge (Vis-PIR) en combinaison avec la chimiométrie, notamment la régression en moindres carrées partiels (RMCP), constitue un outil prometteur pour quantifier diverses propriétés pédologiques. Quatre bases de données analytiques et pédospectrales ont été constituées. La première correspond à 22 échantillons artificiels. La seconde et la troisième sont deux bases régionales, respectivement formées de 125 échantillons de la région tempérée de Bretagne et de 89 échantillons, collectées dans trois sites distincts de la même région aride du Déjrid. La quatrième est formée de 144 échantillons collectés sur un même site de la région du Dérid (580 ha). Avec la première base, nous avons : i) étudié qualitativement, l’influence des teneurs en carbone organique et en fer total sur la réponse spectrale, ii) estimé les teneurs en carbone organique (C0) et en fer total, iii) étudié la variation des performances des modèles RMCP en fonction de la variation du jeu de calibration. La base bretonne a été analyésée pour le C, l’azote total (Ntot), le pH, la capacité d’échange cationique (CEC), le fer total et les cinq fractions granuolmétriques (argile Ar), limon fin (LF), limon grossier (LG) sable fin (SF) et sable grossier (SG). Puis en utilisant l’analyse e composante principale (ACP), comme procédure de sélection des échantillons de calibration et de prédiction, nous avons calibré des modèles régionaux des 10 propriétés physico-chimique et identifié, pour chaque propriété, laquelle des fenêtres spectrale : combinée Vis-PIR, Vis et PIR offre la meilleure estimationSpectroscopy in the visible-Near infrared (Vis-Nir) in combination with chemometry (As Partial Least Squares Regression (PLSR)) constitutes a promising tool to quantify various soil properties. Four analytical and soil spectral data bases have been constituted. The first corresponds to 22 artificial samples. The second and the third are two regional bases, respectively compounds of 125 samples from the temperate region of Brittany and 89 samples, collected in three distinct sites of the same arid region of the Djerid. The fourth is a compound of 144 samples collected on a given site of the Djerid region (580 ha). With the first base, we have : i) studied qualitatively, the influence of organic carbon and total iron contents on the spectral behavior then predicted their contents ii) studied the performance variation of the PLSR models according to the calibration set variation. The Brittany base has been analyzed for the organic carbon (CO), the totalnitrogen (Ntot), the pH, the Cation Exchange Capacity (CEC), the total ioron (Fetot) and coarses sand (SG)). Then while using the Principal Compotent Analysis (PCA), as selection procedure of calibration and prediction samples, we calibrated the regional 10 physico-chemical properties models and identified, for each property, which of the spectral ranges : combined Vis-NIR, Vis or NIR, offers the best prediction. The third basis served to study for the total carbon (Ctot) and the electric conductivity (EC), the effect of the calibration mode “specific site” versus” “regional” on the prediction. The third basis served to study, for the total carbon (Ctot) and the electric conductivity (EC), the effect of the calibration mode”specific site” versus “regional” on the prediction
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Tran, Xuan Truong. "Estimation de l' état hybride des sols en Afrique de L'ouest par télédétection spatiale." Grenoble, 2010. http://www.theses.fr/2010GRENU027.
Full textAbstract:
Les travaux réalisés au cours de cette Thèse ont contribué à améliorer l'estimation de l'humidité de surface du sol et de l'humidité racinaire sur la bande sahélienne en Afrique de l'ouest. La première partie a été consacrée à évaluer la capacité de différents algorithmes d'estimations de l'humidité du sol basées sur des mesures satellites dans le domaine spectral de l'infrarouge thermique. Dans un deuxième temps, une méthode a été développée dans le but d'obtenir une cartographie de l'humidité du sol à une résolution temporelle fine « 3h) en se basant sur deux produits satellites: un produit satellite de précipitation et une cartographie journalière micro-onde sensible à l'humidité du sol. Dans un troisième temps, une évaluation de la fiabilité et de la robustesse de la méthodologie a été proposée. Enfin, une méthode semi-empirique a été utilisée afin de produire une cartographie de l'humidité de la zone racinaire (0-1 m) sur l'ensemble de la bande sahélienne. Les mesures de terrain obtenues sur trois sites situés au Mali, au Niger et au Bénin dans le cadre du programme AMMA ont servi de référence pour évaluer la qualité des estimations de l'humidité superficielle et racinaire à chaque étape de ce travail. Les résultats montrent qu'une estimation de l'humidité superficielle du sol est possible avec une précision de moins de 3 % vol. Sur la bande sahélienne. L'erreur est de l'ordre de 5% vol. Sur la zone soudanienne (Bénin). La précision est identique sur l'estimation de l'humidité racinaire. Enfin, la méthode développée permet parallèlement de corriger les produits satellites de précipitation et notamment la surestimation du cumul annuel et du nombre d'événements des trois produits satellites utilisés dans ce travailThe thesis works have contributed to improve the surface soi! moisture estimates and the root-zone soil moisture estimates on the Sahel band in West Africa. The first part was dedicated to assess the ability of different algorithms to estimate soi! moisture based on satellite measurements in thermal infrared spectrum. Ln the second part, a method was developed in order to obtain a soi! moisture mapping at high temporal resolution « 3h) based on two satellite products: a satellite-based rainfall product and dai!y passive microwave measurements sensitive to soi! moisture. Ln a third part, an assessment of the reliability and robustness of the methodology has been proposed. Finally, a semi-empirical method was used to produce root-zone soil moi sture maps (0-1 m) over the Sahel region. Ground-based soi! moisture measurements obtained at three sites in Mali, Niger and Benin during the AMMA pro gram were used to assess the quality of estimates of near-surface and root-zone soil moi sture at each stage of this work. The results show that an estimate of the surface soi! moisture is possible with an accuracy of less than 3% vol. Over the Sahel band. The error is about 5% vol. Over the Sudanian zone (Benin). The accuracy is identical for the root-zone soi! moi sture estimate. Finally, the developed method allows at the same time to correct satellite-based rainfall products and notably the overestimation of the annual accumulation and the number of rain events of the three rainfall satellite products used in this work
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August, Thomas. "Étude et modèlisation des potentiels du SAR basse fréquence pour l'exploration de la sub-surface en contexte aride." Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12571.
Full textAbstract:
La télédétection radar a connu un grand développement ces dernières années, majoritairement pour l'observation de la Terre, mais également pour l'exploration planétaire. Alors que l'essentiel des applications à ce jour concerne l'étude des surfaces, le SAR permet, sous certaines conditions d'aridité, de scruter les sous-sols et c'est cette capacité que nous avons étudié plus en détail. L'objectif de notre travail était de valider, de façon expérimentale et théorique, un ensemble de techniques et de méthodes permettant d'étudier et de caractériser le sous-sol à distance. A partir de l'étude de deux sites tests (le Pyla, France et la région de Bir Safsaf, Egypte), nos travaux ont permis de mettre en évidence des structures enfouies (interface géologique, humidité du sous-sol) par des signatures caractéristiques et d'évaluer les performances de tels systèmes, laissant entrevoir des champs d'applications nouveaux et très vastes : ressource en eau, cartographie géologique, archéologie, etc.
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Escadafal, Richard. "Caracterisation de la surface des sols arides par observations de terrain et par teledetection." Paris 6, 1989. http://www.theses.fr/1989PA066175.
Full text
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Dubucq, Michel. "Identification et cartographie par télédétection des sols érodés : application au Lauragais toulousain (Sud-Ouest France)." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30208.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la reconnaissance qualitative et quantitative des zones degradees hydromorphes, dans les vallees, et des zones erodees, dans les coteaux de terrefort lauragais (france). Pour ce faire l'auteur a utilise les possibilites offertes par la teledetection aerienne et spatiale. Une etude morphologique approfondie est proposee: la dichotomie "versant court - versant long" generalement admise etant insuffisante pour classer les differents paysages observes sur les photographies aeriennes et les images spot. Une carte des sols et une carte de leur comportement par rapport a l'erosion ont ete etablies a partir des photographies aeriennes et de l'experience acquise sur le terrain. L'interpretation des compositions colorees repose sur les memes principes que ceux utilises en photographies aeriennes i. R. F. C. Les indices de vegetation et de brillance appliquees aux images spot permettent d'aboutir a un classement semblable une fois integree la notion de pente, donnee par un modele numerique de terrain (m. N. T. ). D'autres methodes de classement ont ete testees. La methode barycentrique pourrait donner un resultat equivalent a condition de pouvoir definir plus precisement les sites-tests et en la combinant avec un mnt
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Marion, Rodolphe. "Apport de la télédétection hyperspectrale pour l'estimation conjointe des concentrations des gaz atmosphériques et des réflectances des sols." Cergy-Pontoise, 2003. http://biblioweb.u-cergy.fr/theses/03CERG0191.pdf.
Full textAbstract:
Les capteurs hyperspectraux sont des systèmes passifs d'observation de la Terre qui fournissent, pour chaque pixel de l'image, un spectre dans la gamme de longueur d'onde 0,4-2,5 micromètres avec un pas d'échantillonnage d'environ 10 nm et une résolution spatiale de quelques mètres. Dans cette étude, nous envisageons le problème mal posé de l'inversion conjointe des concentrations des gaz de l'atmosphère et de la réflectance équivalente des sols (hors mélanges spectraux et BRDF). Les méthodes existantes (e. G. , N/W, CIBR, APDA) permettent de mesurer la teneur en vapeur d'eau de l'atmosphère avec une précision typique de 5-6% rms et sont essentiellement limitées par une approche en partie empirique. L'étude de la fonction de transfert radiative et des caractéristiques des capteurs a conduit au développement d'une méthode nommée JRGE (Joint Reflectance and Gas Estimator), prenant en compte l'ensemble des hypothèses physiques du problème. Cette méthode fournit un formalisme mathématique qui repose sur une modélisation spline des réflectances des sols et estime les excès (par rapport à un modèle atmosphérique standard) contenus dans un effluent gazeux d'un ensemble prédéfini de constituants. Une version itérative, permettant d'élargir le cadre d'application de la méthode pour l'estimation des colonnes atmosphériques totales, est présentée sous le nom de IJRGE (Iterative Joint Reflectance and Gas Estimator). Des validations sur des données simulées et réelles (AVIRIS et HyMap) montrent que la méthode proposée conduit à un gain d'un facteur 2 à 2,5 par rapport aux méthodes existantes, ce qui permet d'envisager l'étude de phénomènes ténus (e. G. , pollution industrielle, feux de forêt, volcans) nécessitant une analyse approfondie des aérosols et des capteurs (e. G. , calibrage spectral)Hyperspectral sensors are passive Earth-looking systems providing, for each pixel of the image, a spectrum in the spectral range 0. 4-2. 5 micrometers at 10 nm intervals with a typical spatial resolution of a few meters. In this study, we adress the ill-posed problem of the joint inversion of atmospheric gas concentrations and equivalent ground reflectance (excluding spectral mixing and BRDF). Existing methods (e. G. , N/W, CIBR, APDA) allow the measurement of atmospheric water vapor content with a 5-6% rms typical accuracy and are mainly limited by a partially empirical approach. The study of the radiative transfer function and sensors' characteristics yielded the development of a method named JRGE (Joint Reflectance and Gas Estimator), which takes into account all the physical assumptions of the problem. This method provides a comprehensive mathematical framework based on a ground reflectance spline model and estimates variations in concentrations (relatively to a standard atmosphere model) of a predefined set of gases contained in a plume. An iterative version of the method, which allows the retrieval of total column abundances, is presented and named IJRGE (Iterative Joint Reflectance and Gas Estimator). Validations on simulated and field data (AVIRIS and HyMap) show that the proposed method yields a 2-2. 5 enhancement factor in comparison with existing methods. Further developments, including the analysis of aerosols and sensors' calibration (e. G. , spectral shift), should thus allow the monitoring of numerous geophysical phenomena with relatively low gas emission (e. G. , industrial pollution, forest fires, volcanoes)
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Corgne, Samuel. "Modélisation prédictive de l'occupation des sols en contexte agricole intensif : application à la couverture hivernale des sols en Bretagne." Rennes 2, 2004. https://tel.archives-ouvertes.fr/halshs-00005478.
Full textAbstract:
La couverture hivernale des sols a un impact avéré sur la qualité de l'eau, en influant sur le transfert des flux de polluants d'origine agricole au sein de bassins versants. L'objectif de ce travail est de développer une méthode reproductible qui permette d'effectuer une prédiction à court terme de la couverture hivernale des sols. Une approche approximative reposant sur un modèle expert utilisant la règle des évidences de Dempster-Shafer a été retenue. Les résultats sont mitigés : Les prédictions sont cohérentes pour la classe " Sols couverts" mais restent problématiques pour la classe " Sols nus à peu couverts". L'utilisation de la théorie récente de Dezert-Smarandache, permet d'améliorer les scores de prédictions pour la classe " Sols nus à peu couverts ". Une évaluation de la reproductibilité du modèle est appliquée sur un bassin versant plus étendu. Si la classe " Sols couverts " reste bien évaluée, l'affectation spatiale de la classe " Sols nus à peu couverts " est en revanche toujours affectée d'un faible taux de prédiction correcte, illustrant la nécessité d'intégrer de nouvelles sources d'information pour cette hypothèse aux fortes variabilités spatiotemporellesIn intensive agricultural regions, winter vegetation covering is a key indicator of water transfer processes. Its prediction can help local decision making for restoring water quality. The objective of this work is to develop a reproducible method to predict the land cover distribution for the following winter season for the two hypotheses "Bare soils" and "Covered soils". The selected modelling approach is based on an expert model using the Dempster-Shafer rule. Results are ambivalent according to the studied hypothesis. The prediction scores are good at the watershed scale but present limits for allocating the land class at a field scale, especially for the "Bare soils" class. The Dezert-Smarandache theory is then applied and increases the prediction scores for the "Bare soils" class. The reproductibility of the modelling approach is then evaluated in applying the model on another study site. The "Bare soils" class remains well evaluated with both fusion rules, but the spatial allocation of the land class at a field scale is still not well managed, that indicates the need to integrate new sources of information in the model to better predict the future land allocation
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Nguyen, Cam Chi. "Dynamique, structure et production de la végétation du Gourma (Sahel, Mali) en relation avec les sols, l'occupation des sols et les systèmes hydriques : étude de télédétection à haute et moyenne résolution." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30143.
Full textAbstract:
Le Sahel, région semi-aride située au sud du désert du Sahara, est particulièrement sensible au changement climatique et est soumise à une forte variabilité inter-annuelle et décennale des précipitations. Au cours des dernières décennies, la région a été marquée par deux périodes de sécheresse intense dans les années 1972-1973 et 1983-1984, qui ont eu des conséquences dramatiques sur les ressources en eau et la végétation, provoquant l'érosion des sols, d'énormes pertes en bétail et des récoltes catastrophiques accentuant la paupérisation des populations rurales. Ces travaux de thèse contribuent à un effort d'identification et de quantification par télédétection des changements d'états de surface sur une grande région du Sahel malien, le Gourma qui s'étend sur près de 90 000 km² et couvre tout le gradient bioclimatique sahélien. L'étude s'appuie sur une importante base de données constituée au sol par des sites pastoraux et agricoles suivis dans le cadre de plusieurs programmes nationaux et internationaux. Trois sources de données de télédétection sont utilisées : 1) l'imagerie multi-spectrale à haute résolution spatiale Landsat, 2) l'imagerie couleur à très haute résolution spatiale observée en vision pseudo-stéréoscopique de Google Earth et 3) le produit NDVI du capteur MODIS à moyenne résolution spatiale mais à haute répétitivité temporelle. Les résultats présentés fournissent une caractérisation détaillée à l'échelle de la région du Gourma des types de surfaces sol-végétation, de l'occupation agricole des sols, du fonctionnement hydrique et aussi des productions végétales moyennes sur 14 années, herbacées et foliaires des ligneux. Pour quelques-unes de ces variables, et sur une partie de la région au moins, les résultats ont quantifié la dynamique historique de 1986 à 2011. Au niveau de la commune de Hombori, l'historique remonte jusqu'à 1955. Les résultats montrent clairement que la dynamique des mises en culture n'est pas responsable de la concentration du ruissellement observé dans le Gourma comme ailleurs au SahelThe Sahel is a semiarid region located south of the Sahara desert. The Sahel is particularly sensitive to climatic change and is subject to a high inter-annual and decadal rainfall variability. This region was marked by two periods of very severe droughts which occurred in 1983 - 1984 and 1972-1973 within a long dry period which began in 1970. This long drought deeply impacted water resources and vegetation, causing soil erosion, huge livestock losses and catastrophic harvests accentuating the impoverishment of the rural population. This study is an attempt to characterize and quantify changes in soils, vegetation and hydrology at the scale of the Gourma region (90 000 km²) located in Northern Mali from the last 55 years. Three types of remote sensing data have been used: 1) high spatial resolution Landsat images, 2) very high spatial resolution Geo-Eye images (Google-Earth) and 3) NDVI data measured by the moderate spatial resolution satellite (MODIS). The approach aims to characterize soil surface texture, local redistribution of rainwater by surface run off, surface hydrology and vegetation cover changes over the considered period. Temporal dynamics of vegetation and soils are pointed out. Particularly, this study shows the strong relationships between soil types, surface hydrology and vegetation dynamics at different spatial scales. Land cover changes are also characterized over the considered period
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Costes, Florence. "Contribution à l'étude des signatures actives et passives micro-ondes des sols nus - application à la télédétection." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30208.
Full textAbstract:
Ce travail de these consiste en l'etude de l'influence du contenu en eau du sol et de la rugosite de surface sur les signatures actives (radar) et passives (radiometrie). Dans un premier temps, les parametres caracteristiques du terrain sont detailles. L'evolution de la permittivite du sol et des sous-couches du terrain est modelisee a partir des gradients hydrique et thermique. L'etat de rugosite de la surface est decrite par une fonction aleatoire correlee dont les parametres sont l'ecart type des hauteurs h et la longueur d'autocorrelation l. Des mesures de rugosimetrie et une etude statistique nous ont amene a proposer un nouvel estimateur de la longueur d'autocorrelation. Ces caracterisations sont ensuite utilisees pour les modeles electromagnetiques. L'influence de l'humidite du terrain est evaluee par le modele de tsang, base sur la theorie des fluctuations et dissipations, et considerant un sol stratifie a interface lisse. La comparaison des resultats obtenus aux mesures realisees avec le radiometre portos montre une bonne adequation mesures-modele. Cependant, lorsque la frequence d'observation augmente l'hypothese interface lisse devient invalide. On considere alors un sol homogene dont la surface est rugueuse. Les coefficients de diffusion et la temperature de brillance sont calcules a l'aide de modeles asymptotiques (modele de kirchhoff et methode des petites perturbations). Des mesures du coefficient de retrodiffusion realisees en laboratoire au cert/dermo ont mis en evidence l'importance du choix de la fonction d'autocorrelation (gaussienne ou exponentielle) lors de la modelisation de l'etat de surface. Les sensibilites des signatures actives et passives aux parametres du sol (permittivite et rugosite) sont evaluees
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Onier, Charles. "Caractérisation du résultat d'un travail du sol à l'aide d'un capteur micro-ondes : analyse numérique et expérimentale des interactions surfaciques et volumiques des ondes électromagnétiques avec le sol." Avignon, 2007. http://www.theses.fr/2007AVIG0033.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est d’évaluer les possibilités de caractérisation des sols agricoles à l’aide d’un capteur micro-ondes par une étude des interactions des ondes électromagnétiques avec le sol avec une approche numérique appuyée sur des données expérimentales. Après un tour d’horizon sur la diffusion des ondes électromagnétiques par des milieux rugueux hétérogènes et les modélisations déjà développées, les travaux se sont concentrés sur le développement d’un simulateur. Cela a abouti, d’une part à l’assemblage de différentes méthodes numériques permettant de répondre aux problèmes de la modélisation de la propagation en espace libre avec des milieux semi-infinis 2D à la structure géométrique complexe, et d’autre part, au développement d’un générateur de milieux rugueux hétérogènes permettant de représenter une coupe de sol grâce à une approche « agrégats ». Des tests avec des résultats théoriques et expérimentaux ont ensuite été effectués donnant des résultats satisfaisants sur le plan de la diffusion électromagnétique et sur le plan de la représentation du sol. Enfin, les travaux se sont poursuivis sur l’étude de la caractérisation des sols à l’aide d’un radar. Ainsi, prenant appui sur des données expérimentales pour générer des maquettes de sols représentatives des états à discriminer, des simulations ont été lancées. L’étude des résultats indique qu’une discrimination de différents états structuraux serait possible par des mesures du coefficient de rétrodiffusion à différents angles d’incidence. Ce coefficient est influencé principalement par la rugosité résultant de la présence de mottes en surface. Cependant, la rugosité n’est pas forcément directement reliée aux calibres des mottes présentes et le coefficient de rétrodiffusion est aussi influencé par l’humidité : des investigations sont donc encore nécessaires. Notamment, des informations sur le volume sont visibles dans le signal diffusé et un traitement du signal en temporel pourrait les extraireThe aim of this thesis is to evaluate the soil characterization abilities of microwave sensor thank to a study of the interactions between the electromagnetic waves and the soil. This study follows a numerical approach reinforced by some experimental data. After a short review about the electromagnetic waves scattering by rough heterogeneous media and the existent models, the work focus on the development of a simulator. This leads firstly to a composition of different numerical methods which can model the free-space wave propagation with complex semi-infinite 2D structures, and secondly to a development of a rough heterogeneous medium generator which can represent, thank to an aggregate approach, a soil section. Some tests based on theoretical and experimental data are then performed which show good agreements for either electromagnetic wave scattering or soil representations. At the end, the work focus on the study of the soil characterization using a radar. In that way, experimental data gives the inputs of the soil generator to generate realistic structural states of soil which should be discriminated and simulation series are launched. The results show that different structural states may be discriminated by backscattering coefficient measures at different incidence angles. This coefficient is mainly influenced by the roughness due to the presence of clods at the surface. However, the roughness is not directly linked to the clod size and the backscattering coefficient is also influenced by the moisture : further investigations are still needed. Mainly, information on the volume are visible in the scattering signal and a temporal signal processing may allow to extract them
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Leroux, Delphine. "Analyses statistiques et modèles d'inversion pour la validation des données d'humidité des sols de la mission SMOS." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00776536.
Full textAbstract:
Dans un contexte de changement climatique, de nombreuses études portent sur l'observation de plusieurs paramètres physiques tels que la température du sol ou la végétation. L'humidité du sol fait partie des traceurs observés pour surveiller l'évolution du cycle hydrologique sur Terre. Parmi les satellites d'observation de la Terre, la première mission à avoir été spécialement conçue pour l'observation de l'humidité des sols à l'échelle globale a été la mission SMOS lancée le 2 Novembre 2009. La première partie de ma thèse a porté sur la validation du produit d'humidité SMOS. Pour l'échelle locale, une comparaison entre des humidités retrouvées à partir d'observations satellite (SMOS, AMSR-E et ASCAT), des humidités modélisées (ECMWF) et des humidités mesurées sur quatre bassins versants test aux Etats-Unis. Dans un second temps, le produit d'humidité SMOS est évalué à l'échelle globale en utilisant la triple collocation. La carte globale de l'erreur SMOS est ensuite reliée à différents autres paramètres en utilisant les méthodes ANOVA et CART pour en déterminer la cause. Le produit d'humidité SMOS a ensuite été replacé dans un contexte historique. Deux méthodes sont présentées afin de relier les humidités SMOS et AMSR-E sur les quatre sites test aux États-Unis : le CDF matching et les copules. La dernière partie reviendra sur l'algorithme de SMOS et sur ses innovations par rapport à ceux déjà existants. Pour cela, un algorithme plus simple est mis en place et adapté aux acquisitions multi-angulaires de SMOS. Une comparaison entre les humidités retrouvées avec ce modèle simplifié et celles de SMOS permet de mieux comprendre les améliorations que SMOS est capable de fournir.
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Breuer, Axel. "Estimation de l'humidité des sols par des mesures SAR polarimétriques." Rennes 1, 2003. http://www.theses.fr/2003REN10115.
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Ce travail est consacré à l'estimation de l'humidité des sols par des mesures SAR polarimétriques. Une conséquence de la nature vectorielle du champ électromagnétique est la polarisation des ondes. Les mesures SAR polarimétriques quantifient le changement de polarisation entre le champ incident, qui illumine la scène, et le champ rétrodiffusé. Il existe de nombreux modèles de rétrodiffusion surfaciques qui expriment les caractéristiques polarimétriques en fonction de l'humidité et de la rugosité des sols. Des effets de dépolaristion, non prédits par des modèles classiques, ont été observé. Cela nous a amené au développement d'un nouveau modèle de rétrodiffusion baptisé F-Bragg. Ce modèle, développé au moyen d'une technique de perturbation, permet non seulement de rendre compte des effets observés mais s'applique également à une large classe de rugosité, notamment aux sols fractals. Nous proposons ensuite un algorithme d'inversion rapide qui permet de retrouver les propriétés du sol à partir de données SAR complètement ou partiellement polarimétrique.
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Bou, Kheir Rania. "Etude des risques d'érosion hydrique des sols par télédétection et SIG : application à une région représentative du Liban." Paris, Institut national d'agronomie de Paris Grignon, 2002. http://www.theses.fr/2002INAP0034.
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Despan, Daniela. "Modèles théoriques et mesures de la diffusion du rayonnement électromagnétique dans le domaine optique et radar par des sols avec des surfaces lisses et rugueuses." Marne-la-Vallée, 1999. http://www.theses.fr/1999MARN0052.
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Dans la premiere partie de la these un modele theorique original pour l'influence de la rugosite sur les proprietes de reflectance bidirectionnelle optique des sols est propose et valide par des mesures dans le laboratoire sur des surfaces aleatoires avec statistique rigoureusement controlee et connue. Nous indiquons comment des lois d'invariance affine peuvent etre exploitee dans la quantification des proprietes de reflectance des surfaces naturelles. Il est suffisant de simuler ces proprietes pour un nombre restreint mais representatif de profiles canoniques. Cette methode pourrait constituer un outil puissant de classification et caracterisation geomorphologique des surfaces naturelles a partir de leurs proprietes de reflectance. La deuxieme partie est consacree a l'analyse de la liaison entre le profil d'humidite d'un sol, la rugosite de surface et la phase du signal radar retrodiffuse. Dans le cas des surfaces lisses une relation deterministe est trouvee theoriquement et verifiee experimentalement, entre la phase et les valeurs du taux d'humidite et du gradient de taux d'humidite dans les couches superieures du sol. Nous montrons l'importance de la non-homogeneite du profil d'humidite pour la valeur de la phase du champ retrodiffuse. Dans le cas des surfaces rugueuses la phase est une variable aleatoire et nous etudions sa statistique. Nous introduisons le modele des ondes elementaires independantes qui montre que l'origine de la decorrelation dans la situation experimentale analysee est la diffusion dans le volume. Nous analysons des donnees experimentales de retrodiffusion radar sur des echantillons de sols de surfaces rugueuses avec differents parametres de rugosite et differents profils d'humidite, et nous trouvons un accord qualitatif avec nos approches theoriques. Les resultats obtenus offrent la possibilite des etudes conjointes et synergiques de caracterisation des surfaces des sols. Nous discutons comment la complementarite des methodes optiques et radar peut etre exploitee pour l'extraction de l'information sur le profil de rugosite et sur la distribution d'humidite dans les couches superieures du sol
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Lesaignoux, Audrey. "Estimation de l'humidité de surface des sols nus à partir de l'imagerie hyperspectrale à haute résolution spatiale sur le domaine optique 0. 4 - 14 µm." Toulouse, ISAE, 2010. http://www.theses.fr/2010ESAE0023.
Full textAbstract:
L'humidité des sols nus (en anglais Soil Moisture Content, noté SMC) constitue une variable fondamentale dans plusieurs sciences de l'environnement. Pour mesurer le SMC, les données de télédétection, qui présentent de grandes couvertures spatiale et temporelle ainsi que des résolutions spatiales éleb=vées, offrent de multiples avantages par rapport aux méthodes in situ. Parmi les données de télédétection, l'imagerie hyperspectrale aéroportée procure une information très détaillée d'une scène, puisque chaque pixel du paysage observé possède une signature spectrale caractéristique. L'objectif de ce travail de thèse est donc d'estimer le SMC à partir de l'imagerie hyperspectrale aéroportée à haute résolution spatiale dans le domaine optique 0. 4 - 14 µm. Dans un premier temps, à partir de propriétés optiques de référence mesurées en laboratoire plusieurs critères d'estimation du SMC ont été établis, évalués et comparés sur le domaine optique. De plus, un modèle empirique de réflectance de sol a été développé afin de simuler la signature spectrale d'un sol pour un SMC donné. Ce modèle est inversé pour estimer le contenu en eau à partir des réflectances spectrales. Ensuite, une chaîne de traitement a été développée afin d'estimer le contenu en eau des sols à partir d'acquisitions hyperspectrales aéroportées. Une analyse de sensibilité et des performances de la chaîne de traitement, prenant en compte des défauts d'étalonnage instrumentaux, de la connaissance des conditions atmosphériques, de la méthode de correction atmosphérique et des approches d'estimation du SMC à partir de la réflectance de surface, a été réalisée. Finalement, les critères du SMC établis pour le domaine 0. 4 - 2. 5 µm ont été validés en exploitant une campagne avec information terrain sur le site de Garons (France) avec l'instrument aéroporté HyMap. Les résultats montrent que le SMC est estimé avec une précision équivalente à celle des méthodes existantes dans la littérature.
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Djamai, Najib. "Exploitation des images satellitaires Modis-Terra pour la caractérisation des états de surface : cas de la Tunisie." Thesis, Université Laval, 2010. http://www.theses.ulaval.ca/2010/27678/27678.pdf.
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Biancheri-Astier, Marc. "Etude et modélisation des performances du radar bistatique "EISS" conçu et développé pour le sondage profond des sous-sols planétaires." Versailles-St Quentin en Yvelines, 2010. http://www.theses.fr/2010VERS0058.
Full textAbstract:
Peu d’informations sont disponibles sur la composition du sous-sol de la planète Mars. La recherche d’éventuels réservoirs, qui pourraient avoir subsisté à des profondeurs kilométriques reste d’actualité. Le sondage EM apparaît comme une des solutions les plus prometteuses. Un radar à pénétration de sol EISS Electromagnetic Investigation of the SubSurface a été développé pour la mission ExoMars et permet le sondage profond du sous-sol en mono et bistatique. Nous présentons des résultats d’études menées sur l'optimisation de l’antenne électrique constituée de deux monopôles chargés et sur l’impact de l’angle entre ces deux monopôles sur les performances de EISS. Le couplage entre l’antenne et le sol a été analysé afin d'estimer la permittivité du sous-sol proche. Différentes techniques d’interprétation des données en termes de détection, localisation en 3D et caractérisation des strates du sous-sol sont proposées et évaluées à partir de données simuléesLittle information is available on the composition of the planet’s sub-surface. The search for potential water reservoirs, which may have persisted at kilometric depths is still relevant. The EM sounding appears as one of the most promising ways. A Ground Penetrating Radar EISS Electromagnetic Investigation of the SubSurface has been designed for the ExoMars mission and allowing the survey of the deep subsurface in mono and bistatic mode. We present results of studies conducted on the optimization of the EISS’s electrical antenna which is composed of two loaded monopoles and on the impact of the angle between these two monopolies on the EISS. The electrical coupling between the antenna and the near subsurface was analyzed to estimate the permittivity of the geological top layer. Different techniques of data interpretation in terms of detection, three-dimensional localization and characterization of subsurface layers are proposed and evaluated using simulated data
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Corgne, Samuel. "Modélisation prédictive de l'occupation des sols en contexte agricole intensifApplication à la couverture hivernale des sols en Bretagne." Phd thesis, Université Rennes 2, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/halshs-00005478.
Full textAbstract:
La couverture hivernale des sols a un impact avéré sur la qualité de l'eau, en influant sur le transfert des flux de polluants d'origine agricole au sein de bassins versants. sa prédiction, si elle peut constituer une aide à la programmation d'actions dans le cadre de programmes de restauration de la qualité de l'eau, pose cependant un certain nombre de problèmes d'ordre méthodologique. L'objectif de ce travail est de développer une méthode reproductible qui permette d'effectuer une prédiction à court terme de la couverture hivernale des sols. Une approche approximative reposant sur un modèle expert utilisant la règle des évidences de dempster-Shafer a été retenue, car elle permet de prendre en compte l'imprécision et les lacunes de connaissances liées à cette problématique et aux données disponibles, et d'associer un degré de confiance aux résultats produits. Des prédictions de la couverture hivernale des sols sont d'abord effectuées sur un site expérimental localisé en Bretagne selon les deux hypothèses "sols couverts" et "sols nus à peu couverts". Après avoir déterminé les dynamiques spatio-temporelles des changements passés, notamment à partir d'une série multitemporelle d'images de télédétection, et avoir défini les facteurs motivant les changements passés et à venir, la fusion des sources d'informations qui représentent ces facteurs est réalisée avec la règle de Dempster-Shafer. Les résultats sont mitigés: les prédictions sont cohérentes à l'échelle du bassin versant mais l'affectation spatiale des prédictions à l'échelle parcellaire, qui est bonne pour la classe "sols couverts" reste problématique pour la classe "sols nus à peu couverts" en raison du niveau de conflit élévé entre les sources d'information pour cette hypothèse. L'utilisation de la théorie récente de Dezert-Smarandache, qui autorise la prise en compte d'informations paradoxales, permet d'améliorer les scores de prédictions pour la classe "sols nus à peu couverts". Une évaluation de la reproductibilité de l'approche prédictive développée est alors effectuée à travers l'application du modèle sur un bassin versant plus étendu et où les données sont moins nombreuses. Si la classe "sols couverts" reste bien évaluée avec les deux règles de fusion, l'affectation spatiale de la classe "sols nus à peu couverts" est en revanche toujours affectée d'un faible taux de prédiction correcte, illustrant la nécessité de l'intégration de nouvelles sources d'information dans le modèle pour cette hypothèse aux fortes variabilités spatiotemporelles.
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Mathieu, Renaud. "Erosion hydrique des sols granitiques de la Cordillère cotière du Chili central : cartographie et utilisation de l'imagerie spatiale." Marne-la-Vallée, 1998. http://www.theses.fr/1998MARN0026.
Full textAbstract:
La cordillere cotiere du chili central est sensible aux processus d'erosion hydrique. Un defrichement historique incontrole a conduit au developpement generalise de processus d'erosion en nappe et par ravinement qui ont parfois abouti a la formation de badlands. La presente recherche vise a proposer une methode, fondee sur l'imagerie spatiale, permettant d'etablir un bilan de l'etendue, de la distribution et de l'intensite de ce phenomene. Apres une breve presentation du milieu, on recherche les indicateurs de l'erosion en s'appuyant sur une etude pedologique classique de plusieurs toposequences, sur la description des etats de surface et de la couleur du sol. La variation de la couleur du sol est liee aux variations de la teneur en matiere organique, de la teneur en oxydes de fer (hematite, goethite) et de la proportion de mineraux clairs herites de l'arene granitique (feldspaths, quartz) par la suite, on cherche a substituer des indicateurs spectraux, adaptes a l'utilisation de l'imagerie satellitaire de haute resolution spatiale, aux indicateurs de terrain. Une etude spectrophotometrique de laboratoire est entreprise pour preciser les relations entre la couleur et la reflectance d'echantillons pedologiques. L'adequation des indices radiometriques pour modeliser les indicateurs de terrain est verifiee sur des donnees acquises sur les etats de surfaces de toposequences naturellement erodees. Enfin dans le dernier chapitre, deux indicateurs spectraux, l'indice de rougeur et l'indice de brillance, sont appliques a deux images spot, couvrant deux secteurs distincts de la cordillere cotiere, pour aboutir a une cartographie presentant divers degres d'erosion. Celle-ci est validee par un jeu de sites de references decrits sur le terrain. Cette information est egalement susceptible d'acquerir une dimension temporelle afin de contribuer au developpement d'un systeme de surveillance sur la degradation des terres. Une discussion est proposee afin de faire ressortir les differentes difficultes rencontrees au cours de ce travail
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Gorrab, Azza. "Développement et validation de méthodologies pour le suivi des états de surface des sols agricoles nus par télédétection radar (bande X)." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30039/document.
Full textAbstract:
Le recours à la caractérisation des états hydrique, géométrique et physique de surface du sol est essentiel dans la gestion et la conservation des ressources naturelles dans les régions agricoles semi-aride. Dans ce contexte, les travaux de cette thèse visent à estimer la variabilité spatio-temporelle des paramètres de surfaces agricoles nues (humidité, rugosité et texture) moyennant des données radars multi-temporelles acquises en bande X à haute résolution spatiale. Une nouvelle description de l'état géométrique des sols est d'abord proposée à travers l'estimation d'un nouveau paramètre de rugosité, le paramètre Zg, estimé en fonction de trois paramètres statistiques de rugosité (écart type des hauteurs "s", longueur de corrélation "l" et la forme de la fonction de corrélation). Les simulations des signaux radar montrent une très forte corrélation avec ce paramètre de rugosité. L'apport du paramètre Zg est confirmé à travers une large base de données expérimentale et spatiale acquises sur différents sites en France. Le deuxième volet de cette thèse présente une analyse des sensibilités des signaux radars issus de capteurs (TerraSAR-X et COSMO-SkyMed), aux paramètres de surface (l'humidité et les trois paramètres de rugosité : s, Zs=s2/l et Zg). Une forte corrélation est observée entre les mesures radars acquises à différentes configurations (polarisations HH et VV, et à 26° et 36°d'incidences) et tous les paramètres du sol. Cette analyse est suivie par des comparaisons des coefficients de rétrodiffusion réels et simulés à partir des modèles physique et semi empirique couramment utilisés : Modèle d'équation intégrale " IEM " de Fung et al., 1992, Modèle de Dubois (Dubois et al., 1995) et le Modèle IEM empiriquement calibré par Baghdadi et al., 2011. Le dernier modèle a montré une forte cohérence avec les mesures radar. Dans le troisième volet, une méthode empirique de détection de changement est développée, en combinant les images radars TerraSAR-X avec des données d'humidités ponctuelles dérivées du réseau des 7 capteurs repartis sur la zone d'étude en continue, pour spatialiser l'état hydrique du sol. La performance de l'algorithme proposé, est évaluée et validée sur de nombreuses parcelles de référence. La spatialisation de la teneur en argile des sols est déduite à partir du calcul de la moyenne des cartes de l'état hydrique du sol (une erreur quadratique moyenne équivalent à 108 g/kg). Pour cartographier la rugosité des sols, des relations empiriques reliant le signal radar aux paramètres de rugosité (Ecart type des hauteurs et le paramètre Zg) étaient élaborées. En inversant les mesures radars, les cartes de rugosité qui en résultent, ont permis de distinguer différents états de surface des sols (labourés, dégradés ou en jachère). Dans le dernier volet, un modèle d'estimation du bilan hydrique des sols agricoles nus " MHYSAN " qui simule l'évaporation et l'état hydrique surfacique est développé. Cette dernière partie souligne le potentiel de calibrer un modèle hydrologique des sols en assimilant les produits d'humidité radarsThe characterization of geometric, water and physical surface soil parameters for semi-arid regions is a key requirement for sustainable agricultural management and natural resources conservation. In this context, the current study aims to estimate the spatio-temporal variability of soil properties (soil moisture, roughness and texture) using multi-temporal X-band radar images acquired at high spatial resolution over bare agricultural site in Tunisia. In the first section of this work, a new roughness parameter was proposed; it was the Zg parameter which combines the three most commonly used soil parameters: root mean surface height "s", correlation length "l", and correlation function shape, into just one parameter. A strong correlation was observed between this new parameter and the radar backscattering simulations. The parameter Zg was validated using large database acquired at several agricultural sites in France. Secondly, the sensitivity of X-band TerraSAR-X and COSMO-SkyMed sensors to soil moisture and different roughness parameters (s, Zs=s2/l and Zg parameters) was analyzed. The radar measurements acquired at different configurations (HH and VV polarizations, incidence angles of 26° and 36°) were found to be highly sensitive to the various soil parameters of interest. After that, the performance of different physical and semi-empirical backscattering models (IEM, Baghdadi-calibrated IEM and Dubois models) is compared with SAR measurements. Considerable improvements in the IEM model performance were observed using the Baghdadi-calibrated version of this model. Thirdly, an empirical change detection approach was developed using TerraSAR-X data and ground auxiliary thetaprobe network measurements for the retrieval of surface soil moisture at a high spatial resolution. The accuracy of the soil moisture retrieval algorithm was determined, and validated successfully over numerous test fields. Maps of soil clay percentages at the studied site were derived from the mean of the seven soil moisture radar outputs (a root mean square error equal to 108 g/kg). To retrieve surface soil roughness, empirical expressions were established between backscattering TerraSAR-X coefficients data and the roughness parameters (s and Zg). By inversing radar signals, resulting surface roughness maps have revealed that is possible to use spatial roughness variability observations at plot scale to identify soil surface changes between multi-temporal images. Finally, a Bare Soil HYdrological balance Model "MHYSAN" was developed to estimate surface evaporation fluxes and soil moisture time series over our study site. The present section of this work highlighted the feasibility of calibrating our proposed MHYSAN model through the use of multi-temporal TerraSAR-X moisture products
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Sylvain, Jean-Daniel. "Développement et validation d'indices spectraux pour la cartographie des propriétés physiques des sols une approche multitemporelle appliquée dans le bassin versant du ruisseau Ewing (Qc)." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2010. http://hdl.handle.net/11143/5634.
Full textAbstract:
Actuellement, l'information pédologique disponible dans la Baie Missisquoi (Québec, Canada) ne permet pas de soutenir une gestion localisée des sols. L'objectif de ce travail visait à évaluer les relations quantitatives qui existent entre la réflectance et les propriétés des sols dans le but de produire une cartographie supportant le diagnostic et l'intervention en terres agricoles dans le cadre des activités de gestion et d'amendements des sols. Pour ce faire, les relations existantes entre les propriétés des sols et le signal radiométrique ont été étudiées sous trois échelles d'observation, c?est-à-dire au laboratoire, au champ et à l'échelle du bassin versant. Au laboratoire, des mesures radiométriques ont été prises sur 119 cylindres de sol non perturbé au cours d'un processus de séchage, avec un spectroradiomètre de haute résolution. Ces mesures ont été mises en relation avec des données analytiques dans le but, 1) d'étudier l'influence de l'humidité et des propriétés permanentes du sol sur la réflectance, et 2) de dériver trois nouveaux indices spectraux capables de quantifier l'influence de l'humidité (IBN), la couleur (ICOm), le taux de matière organique (IMO) et la texture des sols (ICO). Au champ, des mesures radiométriques ont été acquises à deux périodes différentes, sur 47 des 119 sites de prélèvement, pour évaluer la précision des indices spectraux développés en conditions in situ. À l'échelle du bassin versant, les indices spectraux ont été appliqués sur des images satellitaires et mis en relation avec 265 profils morphologiques par l'entremise d'une analyse discriminante. Les fonctions discriminantes ont ensuite été inversées pour produire un modèle de prédiction permettant de cartographier les groupes de textures (horizons A et B) et les conditions de drainage pour le bassin versant à l'étude. Les résultats des travaux en laboratoire ont démontré que la normalisation des mesures radiométriques prises dans l'infrarouge lointain en conditions humides avec une mesure prise en conditions sèches (IBN7) présente une relation linéaire significative avec l'humidité volumétrique du sol (R[indice supérieur 2]: 0,80). Les résultats ont également démontré que la bande verte peut être utilisée pour évaluer la quantité de matière organique (R[indice supérieur 2]: 0,89) présente dans un sol (IMO) et que son intégration l'IBN7 permet d'éliminer le biais résiduel du sol associé aux faibles valeurs d'IBN7. D'autre part, les relations établies en laboratoire ont été validées sur le terrain à la fois pour l'humidité (R[indice supérieur 2]: 0,81) et pour la matière organique (R[indice supérieur 2]: 0,81). Finalement, les modèles de prédiction développés avec l'analyse discriminante ont permis de démontrer la pertinence des indices spectraux développés pour la cartographie numérique des groupes de texture de l'horizon A, de l'horizon B et des conditions de drainage. Les succès de classification obtenus avec l'analyse discriminante sont respectivement de 55, 46 et 74 %. Ces résultats permettent de confirmer l'intérêt que présentent les données de réflectance multitemporelles mesurées sur des sols nus pour la caractérisation des propriétés morphologiques des sols à l'échelle du parcellaire agricole. Cependant, des travaux supplémentaires devront être réalisés dans d'autres régions pédologiques afin de confirmer la robustesse de cette méthode de cartographie qui permettra de fournir aux agriculteurs un outil de gestion privilégié.
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Lecerf, Rémi. "Suivi des changements d'occupation et d'utilisation des sols d'origine anthropique et climatique à l'échelle régionale par télédétection moyenne résolution (application à la Bretagne)." Phd thesis, Université Rennes 2, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00337099.
Full textAbstract:
Les données de télédétection disponibles jusqu'à présent ne permettaient pas d'envisager un suivi spatio-temporel détaillé de l'occupation et de l'utilisation des sols à l'échelle régionale dans des régions au paysage très fragmenté, en raison de leur résolution temporelle trop faible ou de leur couverture spatiale trop limitée. Les objectifs de cette thèse étaient d'une part d'évaluer des séries temporelles d'images de télédétection à moyenne résolution spatiale pour effectuer ce type de suivi et d'autre part d'identifier et de caractériser les changements d'usage des terres en région agricole intensive à travers l'évolution de deux indicateurs, le taux de couverture hivernale des sols et le ratio céréales-prairies. Pour cela, des séries temporelles MODIS ont été constituées sur la région Bretagne entre 2000 et 2008. Une chaîne de prétraitements et de traitements complète a été mise en œuvre. Elle comprend des méthodes déjà utilisées sur des images de télédétection, mais qui ont dû être adaptées aux séries temporelles MODIS, et des méthodes originales, notamment pour la phase de reconstruction des séries temporelles. Les résultats montrent des tendances d'évolution comme la diminution des prairies au détriment des céréales ou l'augmentation de l'implantation d'intercultures. Ils mettent aussi en évidence des changements ponctuels comme l'augmentation des céréales en 2006 et 2008 et du maïs en 2001. Les principaux facteurs de changements d'occupation et d'utilisation agricole du sol, qui sont des conditions climatiques particulières ou des changements de pratiques agricoles en fonction du contexte politique ou socio-économique, ont été identifiés
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Chehbouni, Abdelghani. "Présentation d'un modèle de transfert couplé de masse et de chaleur dans le système sol-végétation-atmosphère pour les zones arides et semi-arides." Toulouse 3, 1992. http://www.theses.fr/1992TOU30083.
Full textAbstract:
La teledetection dans les domaines visible, infra-rouge thermique et micro-ondes peut donner acces a des parametres cruciaux pour comprendre les interactions surface-atmosphere a differentes echelles de temps et d'espace. Si ces phenomenes sont relativement bien maitrises dans les regions temperees, il n'en est pas de meme dans les zones arides et semi-arides. Dans ce travail, nous avons developpe un modele de transfert couple de masse et de chaleur. Les equations du bilan de masse et de chaleur sont resolues numeriquement dans les differentes couches du sol, la fermeture a la surface se fait par le biais des equations de bilan energetique et hydrique. L'approche que nous avons adoptee, consiste a separer la contribution du sol de celle de la vegetation aux differents processus d'echanges de chaleur et d'eau. Ensuite, nous avons pondere leur contribution relative aux differents flux/parametres de surface en utilisant le pourcentage du couvert. Une premiere validation locale de notre modele a ete effectuee en utilisant des donnees acquises pendant l'experience interdisciplinaire monsoon'90 (nasa multiaircraft experiment, tombstone-arizona, 1990). Le modele a ete capable de reproduire correctement les temperatures et les flux de surface observes. Ce travail represente donc un point de depart pour la quantification des processus d'echanges dans le systeme sol-vegetation-atmosphere en zones arides et semi-arides. Cependant, des etudes ainsi que des donnees supplementaires sont necessaires afin qu'il puisse etre valide a plus grande echelle
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Cognard-Plancq, Anne-Laure. "Suivi de l'état hydrique des sols par télédétection spatiale (radar et thermographie infrarouge) et modélisation hydrologique à l'échelle du bassin versant." Paris 11, 1996. http://www.theses.fr/1996PA112519.
Full textAbstract:
Une bonne connaissance de l'etat hydrique du sol offre des possibilites interessantes pour ameliorer la modelisation des debits a l'exutoire de petits bassins versants agricoles. Dans cette optique, l'objectif de cette recherche etait d'elaborer et de mettre en uvre une methodologie permettant le suivi de l'etat hydrique des sols par teledetection spatiale (radar et infrarouge thermique) en vue de l'integration de cette information dans un modele hydrologique. L'etude menee sur la bretagne de 1992 a 1994 a d'abord montre, en periode de faible developpement de la vegetation, la capacite du radar a ouverture synthetique du satellite ers1 a estimer l'etat hydrique de surface du sol a l'echelle d'un bassin versant de recherche (naizin, morbihan). Ce resultat a ete generalise a l'echelle regionale sur une quarantaine d'autres bassins versants. Cependant, en periode estivale le suivi de l'humidite du sol est perturbe par le couvert vegetal qui influence fortement le signal radar retrodiffuse. Dans un second temps, la resolution du bilan energetique a la surface du sol a permis d'exploiter en terme d'humidite de surface du sol les donnees recueillies dans l'infrarouge thermique par le radiometre avhrr du satellite noaa. En raison des conditions locales climatiques et d'occupation du sol, il est apparu difficile d'acceder par cette methode a l'humidite de la couche racinaire et seul l'etat hydrique de surface a pu etre obtenu. Le troisieme volet du travail a consiste a comparer l'etat hydrique estime par teledetection avec les simulations d'un modele hydrologique conceptuel global. Les bons resultats obtenus ouvrent de larges perspectives d'assimilation des donnees de teledetection pour la modelisation des debits des rivieres et la gestion des ressources en eau superficielles
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Touriño, Soto Ignacio. "Mise en relation de la cartographie du rendement avec la distribution spatiale de l'état de surface du sol observée par télédétection : application dans un contexte d'agriculture de précision." Toulouse, INPT, 2005. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000271/.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse répond à une demande émanant du Groupe Coopératif Occitan (GCO) et s'inscrit dans une problématique de recherche actuelle. Le GCO cherchait à travers ce travail, d'une part à aider l'agriculteur à définir de zones de plus grand potentiel pour la mise en place d'une démarche d'agriculture de précision. La problématique de recherche se place donc dans un contexte d'agriculture de précision. Elle concerne l'étude de la relation spatiale entre la variabilité spatiale du sol et celle du rendement à l'échelle intra parcellaire, sur l'étendue d'un bassin d'action. Pour analyser cela, il est préalablement nécessaire d'acquérir et de comprendre la variabilité intra parcellaire de chacune des deux variables : le rendement et le sol. [. . . ]
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Srijantr, Pongsant. "Appui méthodologique à l'application d'une politique agricole : utilisation de la télédétection pour caractériser les sols en vue de la gestion des ressources en eau de la plaine centrale de Thai͏̈lande (Kamphaengsaen, province de Nakhon Pathom)." Bordeaux 3, 1996. http://www.theses.fr/1996BOR30046.
Full textAbstract:
L'objectif de cette recherche est de mettre au point une methodologie de traitements des donnees brutes landsat thematic mapper pour determiner les caracteristiques des sols dans la plaine centrale de thailande en vue de la gestion des ressources en eau et pour tester la pertinence de la teledetection aerospatiale dans le cadre d'une politique agricole. Ces donnees numeriques ont ete prises a la fin de la saison seche (08 avril 1991) dans la region centrale. L'analyse factorielle en composante principale a ete traitee, sans choix prealable d'echantillons, sur les donnees radiometriques des 6 canaux, a l'exclusion du canal tm6, afin d'etudier les comportements hydriques des sols. La classification des etats de surface a ete effectuee, par l'analyse discriminante pas a pas, sur les donnees numeriques des 7 canaux bruts landsat tm en vue d'une classification supervisee des sols nus, en particulier des textures des sols et des etats d'humidite des sols. Les resultats sont presentes sous forme d'images classees. Il est possible d'effectuer directement l'acp pour obtenir les trois premieres combinaisons lineaires qui expliquent plus de 95 % de la variance. L'image de troisieme combinaison permet de mettre au point un equivalent d'un indice d'humidite des sols. On a reussi a classer differents etats de surface correspondant aux paysages observes et aux courbes spectrales de reflectances radiometriques. La carte des etats de surface obtenue distingue : les type de cultures, les etats d'humidite des sols, les etats de vegetation, les types de textures des sols et les differentes surfaces en eau. Les images classees et les cartes obtenues pourraient permettre de determiner les zones convenables a la production rizicole et de delimiter les sols hydromorphes a retention d'humidite. Ces documents peuvent contribuer a l'amelioration des cartes pedologiques, a la gestion des ressources en eau et des sols, ainsi qu'a l'orientation et a la conception des nouvelles politiques agricoles du gouvernement thailandaisThe objective of the present research is to find out the methodological image processings of raws data landsat thematic mapper in order to determine the soil characteristics in the central plain of thailand for water resources management prospective, and on behalf of testing the avantage of remote sensing in the framework of agricultural policy. The landsat tm image acquired during the end of dry season (08 april 1991) in the central region. The numerical data of six bands landsat tm were processed without the band tm6 and without the sampling of test areas by the principal component factors analysis (pca) for study the soil moisture behaviors. The classification of surface stages had been carried out by the stepwish discriminant analysis with the seven bands of landsat tm numerical raws data in order to classify the bare soils in particular of the soil textures and the soil moisture stages. The results of image processings were displayed in the form of classified images. It is possible to process the pca direct so as to obtain the first three linear components of a pca which explained more than 95 % of variance. The result images of the third component permitted to elaborate the soil moisture index. We can classify the various surface stages related the agro-ecological landscapes and corresponding with the spectral graphics of radiometric reflectance values of the training areas. The obtained map of surface stages show : kinds of crops cultivation, soil moisture stages, stages of crops growing, kinds of soil textures and different water surfaces. The classified images and the obtained maps may be used to determine the suitable areas of rice production, and to mark off the hydromorphic soils with high moisture retension. These images and informations can contribute a improvement soil maps, a water resources management, a soil management and provided a better orientation and organization of new agricultural policy of thai government
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Parrens, Marie. "Assimilation des données SMOS dans un modèle des surfaces continentales : mise en œuvre et évaluation sur la France." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2147/.
Full textAbstract:
Assimiler l'humidité superficielle du sol (SSM) dans un modèle de surface améliore la modélisation du contenu en eau du sol. La télédétection est un outils indispensable pour suivre l'évolution de cette variable. SMOS, lancé en Novembre 2009, est le premier satellite dédié à l'étude de l'humidité du sol. Les premières données SMOS ont été comparées aux données ASCAT sur la France. Les données ASCAT se corrèlent mieux aux observations in situ et aux SSM simulées que les données SMOS pendant l'année 2010. Sur le sol nu du site de SMOSREX (2003-2005), les SSM mesurés ont été assimilées dans une nouvelle version multi-couches du modèle Interaction entre le Sol, la Biosphère et l'Atmosphère (ISBA). Un Filtre de Kalman Etendu Simplifié (SEKF) a été utilisé pour analyser le profil d'eau du sol dans les 11 couches de la version multi-couches du modèle de surface (ISBA-DF). Pendant les périodes sèches, les corrections impactent les 15 premiers centimètres du sol alors que pendant les périodes humides, des corrections moins intenses affectent l'ensemble de la colonne de sol. Afin de préparer l'assimilation des températures de brillance (TB), des TB ont été simulées par couplage entre ISBA-DF et un modèle d'émission micro-ondes (CMEM). Avec ISBA-DF, il est préférable de modéliser les TB en utilisant l'approche de Wilheit pour le calcul de l'émissivité de surface lisse et de prendre en compte l'impact des variations de SSM dans le calcul de la rugosité. Finalement, les TB de SMOSREX ont été assimilées dans ISBA-DF. Considérer CMEM comme opérateur d'observations dans le SEKF permet d'obtenir un état analysé proche de celui obtenu lors de l'assimilation des SSM dans ISBA-DFAssimilating surface soil moisture (SSM) in a land surface model permits a better monitoring of the soil water content. Remote sensing is an indispensable tool for monitoring the evolution of SSM, both spatially and temporally. SMOS was launched in November 2009 and it is the first satellite specifically dedicated to SSM mapping over continents. A comparison of the first SMOS data with ASCAT over France showed that the ASCAT product was better correlated with in situ SSM observations and with SSM simulations for the year 2010. Over bare soil plot of SMOSREX (2003-2005), in situ SSM were assimilated into a new multi-layer version of the soil module of the Interaction between the Soil, Biosphere, Atmosphere (ISBA) land surface model. A simplified Extended Kalman Filter was used to analyze 11 soil layers of the ISBA multi-layer version (ISBA-DF). For dry periods, corrections affected a shallow 0-15 cm top soil layer. For wet period, weaker corrections were applied for the entire column. To prepare the assimilation of the TB, the TB were produced by coupling ISBA-DF with a microwave emission model (CMEM). With ISBA-DF, computing TB using the Wilheit smooth surface emissivity and taking into account an impact of SSM on soil roughness is recommended. Finally, the SMOSREX TB observations were assimilated by ISBA-DF. Considering CMEM as an observation operator provided a SSM and total soil water content analysis similar to the analysis obtained by assimilating direct SSM observations in ISBA-DF
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Muñoz, Sabater Joaquín. "Assimilation de données de télédétection pour le suivi des surfaces continentales : Mise en oeuvre sur un site expérimental." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00157976.
Full textAbstract:
Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse porte sur l'assimilation de données de télédétection pour le suivi des surfaces continentales. Les variables analysées sont l'état hydrique du sol et la biomasse de la végétation, sur la jachère du site expérimental SMOSREX, de 2001 à 2004, au sud-ouest de Toulouse. Quatre méthodes d'assimilation (EKF, EnKF, 1D-VAR et T-VAR) ont été mises en œuvre dans le modèle ISBA-A-gs de Météo-France, et comparées. La méthode 1D-VAR est la plus performante, aussi bien pour la qualité des analyses qu'en temps de calcul. Cette méthode a été appliquée à l'assimilation simultanée des observations de l'humidité de la surface et de l'indice foliaire, ainsi qu'aux mesures de télédétection réalisées sur le site. L'assimilation améliore la simulation de contrôle, à condition d'introduire un point de flétrissement dynamique (cela est particulièrement utile pendant les périodes de forte sécheresse). Les effets d'une incertitude sur les précipitations sont évalués.
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Bachelier, Elodie. "Modélisation électromagnétique des effets de diffusion de surface et de volume des sols par la méthode des différences finies." Toulouse, ENSAE, 1999. http://www.theses.fr/1999ESAE0017.
Full textAbstract:
L'interprétation des données radar relatives aux milieux naturels peut être grandement facilitée par la simulation partielle mais fine des interactions des ondes électromagnétiques avec ces milieux. Au cours de ce travail de thèse, nous avons adapté certains aspects de la méthode des différences finies en temporel au calcul de la diffraction électromagnétique par les sols, parmi lesquels l'introduction du champ accident, les conditions limites absorbantes et le calcul du champ lointain. Des codes ont été développés et validés en géométrie bi-dimensionnelle et tridimensionnelle. Nous avons également ouvert des perspectives sur une méthode multidomaines en temporel. L'objectif des outils de calcul réalisés est la simulation, dans les domaines temporels et fréquentiels, de la diffraction par les sols avec irrégularités de surface, hétérogénéité de volume et éventuellement présence de cibles. Ces aspects ont été introduits graduellement, d'abord par l'étude de sols rugueux homogènes, puis en prenant en compte l'hétérogénéité de volume liée à l'humidité et à la compacité, et enfin la présence d'objets enfouis. Ces différentes étapes ont permis d'étudier des problèmes variés pouvant difficilement trouver une réponse sans utiliser des méthodes numériques. En particulier, nous nous sommes intéressés à la pertinence de modèles de représentation des sols en surface vis à vis du coefficient de retrodiffusion, à l'influence des effets de volume sur la cohérence interférométrique et les réponses impulsionnelles, et à la caractérisation de cibles génériques.
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Albergel, Clément. "Assimilation de données de télédétection dans le modèle ISBA-A-gs pour une analyse conjointe de la biomasse et de l'état hydrique du sol." Toulouse 3, 2010. http://thesesups.ups-tlse.fr/955/.
Full textAbstract:
L'utilisation de la télédétection spatiale a révolutionné notre compréhension du système Terre ces trente dernières années en particulier dans les domaines de la météorologie et de l'océanographie. L'utilisation de la télédétection en hydrologie est plus récente. Depuis le milieu des années 2000, plusieurs instruments micro-ondes (radiomètres et radars), offrent la possibilité de cartographier l'humidité des sols à l'échelle globale avec un temps de revisite de un à quelques jours. Des produits d'humidité du sol sont désormais élaborés dans un contexte opérationnel par EUMETSAT (à partir du diffusiomètre vent en bande C ASCAT), et le satellite SMOS (radiomètre en bande L) de l'ESA, conçu pour l'observation de l'humidité des sols, a été lancé en novembre 2009. Afin d'assurer l'utilisation de ces produits, il est important de développer des outils permettant d'améliorer les simulations des modèles des surfaces continentales à partir de données de télédétection. L'objectif de cette thèse est d'étudier dans quelle mesure l'utilisation de la télédétection peut améliorer les simulations du modèle ISBA-A-gs. Pour cela, la première étape a été d'évaluer la capacité du modèle à représenter les principales variables de surface, à savoir les flux d'eau, d'énergie et de carbone. L'utilisation des données du site expérimental de SMOSREX a permis d'améliorer la représentation de l'impact de l'humidité du sol sur les flux de carbone, plus particulièrement sur la respiration de l'écosystème. La seconde étape de cette thèse a été d'évaluer les produits d'humidité du sol dérivés de la télédétection satellitaire, à partir de données in situ. Les données d'humidité du sol à plusieurs profondeurs (5, 10, 20, 30cm) provenant du réseau de mesure SMOSMANIA ont permis d'effectuer la première évaluation du produit ASCAT. Les 12 stations SMOSMANIA localisées dans le sud-ouest de la France ont été utilisées. Cette étude a montré que la précision de ce produit est d'environ 0. 06m3m-3. Ces mesures in situ ont également permis d'évaluer la qualité de plusieurs produits d'humidité du sol issus de modèles : le modèle hydro-météorologique SIM et les analyses météorologiques opérationnelles de Météo France (modèle ALADIN) et du Centre Européen (système IFS). La confrontation d'une version de l'IFS qui assimile le produit ASCAT avec les données in situ montre un effet positif de l'assimilation des données ASCAT. .The main goal of this thesis is to study how the use of remotely sensed data can improve the performances of the ISBA-A-gs Land Surface Model. Firstly the ability of ISBA-A-gs for modelling the main surface variables, water energy and carbon fluxes, has been evaluated. Then, in situ observations of surface soil moisture gathered from the SMOSMANIA soil moisture network of Météo-France were used to evaluate remotely sensed surface soil moisture. These in situ soil moisture measurements have been also used to evaluate various synthetics soil moisture products: from the SIM suite of models and operational analysis of Météo-France (ALADIN model) as well as from ECMWF (IFS system). Finally step the root zone soil moisture has been analyzed from observed surface soil moisture. A simplified extended Kalman filter has been coupled to ISBA-A-gs. In situ data is also used in order to demonstrate the positive impact of the joint assimilation of surface soil moisture and LAI observations on vegetation, water, energy and carbon fluxes. The recursive formulation of an exponential filter depending only on surface soil moisture to retrieve the variations of the root zone soil moisture was used with satisfactory results, also
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San, Emeterio Cabañes José Luis. "Désertification ou reverdissement ? Etude multiscalaire de l'évolution du couvert végétal en Afrique Sahélienne à partir de données de télédétection." Sorbonne Paris Cité, 2015. http://www.theses.fr/2015USPCC079.
Full textAbstract:
La région sahélienne est devenue l'archétype de la désertification et de la dégradation des terres depuis les grandes sécheresses qui l'ont ravagée dans les années 70 et 80. Cependant, la relative reprise des précipitations depuis le milieu des années 90 et l'observation subséquente d'un « reverdissement» du Sahel à partir d'indices de végétation extraits grâce au développement de la Télédétection Spatiale ont contribué à nuancer la thèse de l'avancée irréversible de la désertification. Le lien entre ces indices et la dégradation des terres demeure néanmoins très complexe et les conclusions tirées de leur analyse sont parfois contradictoires. En effet, les profondes mutations du paysage inhérentes à la croissance démographique ou la grande variabilité climatique sont autant de facteurs qui rendent délicat tout diagnostic définitif. La forte interdépendance des échelles spatiales et temporelles de la dégradation des terres au Sahel nous conduit à proposer une analyse multiscalaire, avec l'objectif initial de comprendre la situation actuelle et d'établir la méthode la mieux adaptée au suivi de ce phénomène à l'échelle régionale. Cette analyse est réalisée pour l'ensemble de la région sahélienne durant la période 1982-2011 à partir de l'indice de végétation NDVI GIMMS-3g et des produits de précipitations. Elle est ensuite transposée au sud-ouest nigérien, où l'évolution du couvert végétal est étudiée à partir du NDVI MODIS ainsi que des photographies aériennes et satellitaires des dernières décenniesThe Sahel region has become the archetype of desertification and land degradation since the important droughts that took place during the 70s and 80s. However, the rainfall recovery since the middle of the 90s and the re-greening trend observed from remoting sensed vegetation indexes has challenged the view of an advancing desertification in the Sahel. Nevertheless, the relation between these indexes and land degradation is very complex and the conclusions made are sometimes contradictory. In fact, the high climate variability and the important landscape mutations, due to demographic growth, make of land degradation assessment a difficult task in this region. The strong interdependency between temporal and spatial scales of land degradation, led to carry out a multi-scalar analysis to understand; what is the actual situation of the Sahel concerning land degradation, and what is the most effective way to assess this phenomenon at a regional scale. This analysis has been done for the entire Sahel region during the period 1982-2011using the NDVI GIMMS-3g vegetation index and rainfall products. It has been later transposed to south-west Niger using the NDVI MODIS index and aerial and satellite photographs of the last decades
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Nghiem, Van Tuan. "Impact du changement du mode d'occupation des sols sur le fonctionnement hydrogéochimique des grands bassins versants : cas du bassin versant de l'Ain." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENU009/document.
Full textAbstract:
La France, à l'instar de nombreux pays européens, connaît un recul assez net de sa population paysanne et par la même occasion de son potentiel agricole. Cette baisse sensible, enregistrée sur les trente dernières années est la conséquence directe de l'exode massif des populations vers les grandes agglomérations. Cette mutation s'est accompagnée de la fermeture progressive des paysages, marqués le plus souvent par une colonisation rapide par des espèces forestières. Ces évolutions sont également dues au changement climatique qui favorise certaines espèces par rapport à d'autres. Du point de vue de la gestion du bassin versant, il est très important de savoir comment ces changements pourraient affecter les ressources en eau. La mise en œuvre de la directive-cadre sur l'eau du 24 octobre 2012, définit des structures de gestion de l'eau sur des unités hydrologiques (bassin versant, nappe d'eau souterraine) pour un bon état des eaux en 2015, et le respect des objectifs pour 2027 dans le cadre d'une nouvelle directive-cadre sur l'eau (DCE). Cette mise en œuvre nécessite de prendre en compte la diversité spatiale et thématique des données sur l'unité hydrologique considérée. La télédétection et les Systèmes d'Information Géographiques (SIG) sont des outils utiles permettant de représenter cette diversité. Ils servent à la fois à l'organisation, à l'actualisation et à l'analyse des données spatiales. Ils sont utiles également pour le paramétrage de modèles hydrogéochimiques afin de modéliser la variabilité spatio-temporelle des ressources en eau. L'intérêt de la télédétection et des SIG couplés au modèle hydrogéochimique WARMF, est mis en évidence dans l'étude du cas d'un grand bassin versant du Massif Jura : l'Ain (4780 km²). Une telle étude répond aux problèmes qui se posent lors d'une DCE : estimation des quantités des eaux sur des secteurs non-mesurés, prévision des quantités en fonction de scénarii de l'occupation des sols et de scénarii météorologiques, vulnérabilité des ressources en eau superficielles, effet de la matière organique sur la qualité des eaux. Cette étude fournit une base scientifique pour la formulation de stratégies pour la gestion de la ressource en eau. Le couplage de la télédétection et des SIG au modèle hydrogéochimique est une nouvelle approche offrant de grands avantages en matière de disponibilité des données, de construction des scénarii, et d'interprétation des résultats. Cette approche sera un outil efficace d'aide à la décision pour la gestion intégrée de la ressource en eau des lacs et plus largement du bassin versant (oxygène, pH, etc.)France, as well as other European countries, experiences a sharp decline in rural population and at the same time its agricultural potential. This significant decline recorded over the past thirty years is the direct result of the mass exodus of the population to big cities. This change was accompanied by the gradual closure of landscapes usually marked by a rapid colonization of forest species. These changes also felt under the direct impact of climate change, which favors certain species than others. From the point of view of watershed management, it is very important to know how these changes might affect water resources. The implementation of the framework directive on water, 24 October 2012, defines the structures of water management on hydrological units (watershed, groundwater, etc.) for a good water status by 2015 and compliance goals for 2027 under a new water framework directive (WFD). This implementation requires taking into account the spatial and thematic diversity data on hydrologic unit considered. Remote Sensing (RS) and Geographic Information Systems (GIS) are useful tools to represent this diversity. They serve both the organization, updating and analysis of spatial data. They are also useful for setting the hydrogeochemical models in order to simulate the spatio-temporal variability of water resources. The value of RS and GIS coupled in the hydrogeochemical model WARMF is highlighted in the case study of a large watershed of the Massif Jura: Ain watershed (4780 km ²). This study addresses the problems that arise when a WFD: estimating quantities of water on non-measured sectors, forecasting quantities according to land-use and climate scenarios, vulnerability of water resources, the effect of organic matter on water quality. This study provides a scientific basis for the formulation of strategies for the management of water resources. The coupling of remote sensing and GIS in the hydrogeochemical models is a new approach offering great benefits in terms of data availability, the construction of scenarios, and interpretation of results. This approach will be an effective tool for decision support for integrated management of water resources of lakes and wider catchment (oxygen, pH, etc.)
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Le, Morvan Aurélie. "Modifications des modèles de diffusion pour une meilleure compréhension de la mesure radar sur les sols agricoles nus." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00583141.
Full textAbstract:
La télédétection radar a déjà montré son fort potentiel dans la caractérisation des états de surface et des processus hydriques. La connaissance de ces paramètres est d'un intérêt fondamental pour mieux quantifier et prévoir la répartition des pluies ainsi que pour modéliser l'érosion des sols. Plusieurs modèles ont déjà été développés (empiriques, analytiques, numériques) mais présentent encore des limitations dans la compréhension du comportement du signal radar. L'objectif de cette thèse est d'apporter des améliorations dans la modélisation de la rétrodiffusion et la description des sols agricoles nus, à l'aide de mesures terrain et d'images radar SAR. Nous avons considéré un profil d'humidité en introduisant un aspect multicouche et utilisé le modèle IEM. Nous avons montré qu'une humidité constante sur les premiers centimètres de la surface ne reflète pas la réalité terrain. Nous avons ensuite pris en compte les poches d'air présentes dans la structuration du sol en redéfinissant la constante diélectrique par l'introduction d'un composé air/sol. Ces développements ont permis de contribuer à l'amélioration des résultats de la simulation, de mieux comprendre le comportement du signal radar et les variations du coefficient linéaire liant le coefficient de rétrodiffusion à l'humidité du sol. Enfin, nous avons effectué une représentation plus réaliste des sols agricoles en incluant des mottes de terre sur les profils. A partir d'un modèle de diffusion électromagnétique numérique, basé sur la méthode des moments, nous avons étudié leur influence sur le coefficient de rétrodiffusion.
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Michot, Didier. "Intérêt de la géophysique de subsurface et de la télédétection multispectrale pour la cartographie des sols et le suivi de leur fonctionnement hydrique à l'échelle intraparcellaire." Paris 6, 2003. http://www.theses.fr/2003PA066223.
Full text
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Giosa, Alain. "Les agrosystèmes antiques du Châtillonnais : approche archéopédologique de la mémoire des forêts dans les parcellaires reconnus par télédétection LiDAR." Thesis, Paris 1, 2020. http://www.theses.fr/2020PA01H003.
Full textAbstract:
Les forêts conservent des habitats et des réseaux de parcelles anciens. La télédétection laser aéroportée et les données LiDAR permettent une approche extensive de caractérisation de ces réseaux. Des fluctuations des modes d'occupation de l'espace sont reconnues. Leur analyse spatio-temporelle renouvelle l'histoire de l'occupation des territoires. Les ensembles parcellaires fossiles, caractérisés grâce aux méthodes archéologiques, permettent d'aborder les effets à long terme de l'agriculture sur la composition des sols et la résilience des milieux. Cette thèse souhaite montrer le potentiel de l'archéologie sous forêt pour la caractérisation des agrosystèmes anciens du Bassin parisien. La mémoire des forêts est abordée grâce à deux méthodes : un traitement des données archéologiques fournies par les relevés Li DAR est proposé afin de reconnaitre et dater ces réseaux de parcelles, puis les espaces identifiés sont caractérisés à l'aide d'une méthode archéopédologique. La trajectoire historique d'utilisation des espaces est mise en relation avec la composition actuelle des sols. Les forêts du Châtillonnais (Côte-d'Or, Bourgogne-Franche-Comté, France) constituent la zone atelier pour ce travail. Les méthodes proposées sont mises à l'épreuve sur trois réseaux de parcelles abandonnés, reconnus pour leurs occupations gallo-romaines (Vaucossier, Roche Chambain, la Caverne). Les résultats de ces recherches montrent la pluralité des périodes d'occupation de ces sites avec et une importante réoccupation agricole Moderne. La trajectoire d'utilisation des terroirs est précisée et les effets à long terme des occupations sur la composition des sols sont mis en avantForests preserve archaeological field systems and settlements. Airborne laser scanning and LiDAR data provide the opportunity of an extensive analysis of these landscapes, allowing the recognition of historical variations of human geography. The archaeological study of ancient field systems also allows the assessment of the long-term effects of agriculture on soil chemistry, highlighting the resilience of these environments. This PhD aims to investigate the potential of woodland archaeology for studying ancient agrosystems in the Paris Basin. Two methods are presented for the analysis of the "memory of the forests": a protocol for dating ancient fields systems recognized by LiDAR data, and an archeopedological method for studying the soils of these disused field systems, connecting past land use to current soil chemistry. Our research was implemented in the forests of the Châtillonnais area (Côte-d'Or, Burgundy-Franche-Comté, France). The analytical procedures we developed are tested out on three field systems preserved in woodlands: Vaucossier, Roche Chambain, and la Caverne. These sites were primarily known for their GalloRoman period settlements. The results demonstrate that these ancient field systems have been reoccupied several times since the Gallo-Roman people left, most notably during the Modern Period. Our analysis highlights past land use and agricultural practices and puts forward the long-term effects of hum an activities on soil chemistry
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Masse, Antoine. "Développement et automatisation de méthodes de classification à partir de séries temporelles d'images de télédétection - Application aux changements d'occupation des sols et à l'estimation du bilan carbone." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00921853.
Full textAbstract:
La quantité de données de télédétection archivées est de plus en plus importante et grâce aux nouveaux et futurs satellites, ces données offriront une plus grande diversité de caractéristiques : spectrale, temporelle, résolution spatiale et superficie de l'emprise du satellite. Cependant, il n'existe pas de méthode universelle qui maximise la performance des traitements pour tous les types de caractéristiques citées précédemment; chaque méthode ayant ses avantages et ses inconvénients. Les travaux de cette thèse se sont articulés autour de deux grands axes que sont l'amélioration et l'automatisation de la classification d'images de télédétection, dans le but d'obtenir une carte d'occupation des sols la plus fiable possible. En particulier, les travaux ont portés sur la la sélection automatique de données pour la classification supervisée, la fusion automatique d'images issues de classifications supervisées afin de tirer avantage de la complémentarité des données multi-sources et multi-temporelles et la classification automatique basée sur des séries temporelles et spectrales de référence, ce qui permettra la classification de larges zones sans référence spatiale. Les méthodes ont été testées et validées sur un panel de données très variées de : capteurs : optique (Formosat-2, Spot 2/4/5, Landsat 5/7, Worldview-2, Pleiades) et radar (Radarsat,Terrasar-X), résolutions spatiales : de haute à très haute résolution (de 30 mètres à 0.5 mètre), répétitivités temporelles (jusqu'à 46 images par an) et zones d'étude : agricoles (Toulouse, Marne), montagneuses (Pyrénées), arides (Maroc, Algérie). Deux applications majeures ont été possibles grâce à ces nouveaux outils : l'obtention d'un bilan carbone à partir des rotations culturales obtenues sur plusieurs années et la cartographie de la trame verte (espaces écologiques) dans le but d'étudier l'impact du choix du capteur sur la détection de ces éléments.
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Ha, Minh Cuong. "Evolution de l'humidité des sols et analyse de l'altimétrie fluviale par GNSS-R." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30201/document.
Full textAbstract:
L'eau fait partie intégrante de la vie sur notre planète et joue un rôle important dans les études pour évaluer l'impact du changement climatique. La recherche des ressources en eau est donc très importante pour la communauté scientifique du "climat" non seulement en surveillant de près le budget régional et mondial des ressources en eau, mais aussi pour comprendre les changements dans la fréquence et l'intensité des événements météorologiques ponctuels. Cela est particulièrement vrai pour les phénomènes météorologiques extrêmes, qui ont de grands impacts socio-économiques. L'impact des tempêtes tropicales plus ou plus intenses, des méga-neiges ou des coupes de poussières est l'un des principaux domaines de la recherche climatique. Le but de mon travail de recherche est de fournir des moyens d'évaluer l'impact des changements climatiques sur les ressources en eau et de trouver des outils flexibles permettant une gestion durable de l'eau. Des études récentes ont montré que l'on peut tirer parti des ondes émises en continu par les constellations du système mondial de navigation par satellite (GNSS) pour mesurer l'humidité du sol. Cette technique de télédétection opportuniste, connue sous le nom de réflectométrie GNSS (GNSS-R), consiste à comparer l'interférence des ondes réfléchies par le sol et celles provenant directement des satellites. Dans ma thèse, je me suis concentré sur la base GNSS-R sur le rapport signal-sur-bruit (SNR) enregistré par un récepteur GNSS conventionnel avec une unique antenne pour récupérer les variations d'humidité du sol. Beaucoup d'études ont montré l'efficacité de la méthode sur les sols argileux, et j'ai démontré dans ma thèse qu'elle était tout aussi efficace sur les sols sableux à condition d'appliquer la méthode du déroulement de phase. Cette méthode que je propose a été appliquée avec succès pour déterminer les variations locales d'humidité du sol: (1) 100% du sable dans le terrain de jeu de volleyball (Toulouse, France); et (2) >85% de sable dans la zone critique sahélienne de Dahra (Sénégal). En outre, la mesure précise et continue des niveaux d'eau des rivières est un élément important de la gestion des ressources en eau, afin d'obtenir une estimation continue du débit de la rivière dans le monde. La précision de la technique GNSS-R pour l'altimétrie fluviale est son pas d'échantillonnage élevé permet de suivre les événements hydrologiques extrêmes. Deux méthodes, les moindres carrés et la technique "Larson", ont été appliquées avec succès pour déterminer les variations des hauteurs au Vietnam: (1) sur la fleuve Rouge (21 ° 2'44.04 "N, 105 ° 51'48.86" E) où les événements et changements morphologiques associés aux événements hydrologiques (tempête tropicale) en 2016; et (2) sur le delta du Mékong (9 ° 31'38.63 "N, 106 ° 12'2.01" E) où les eaux continentales interagissent avec les eaux océanique. Mon travail montre que le GNSS-R est une alternative puissante et un complément significatif aux techniques actuelles de mesure de la gestion des ressources en eau en établissant un lien entre les différentes résolutions temporelles et spatiales actuellement obtenues par les outils conventionnels (in-situ capteurs, télédétection radar, etc.). Cette technique présente le grand avantage d'être basic sur le réseau pérenne du constatation GNSS et peut donc être utilisé sur n'importe quelle station GNSS. Par conséquent, en implantant une chaîne de traitement SNR, on peut automatiquement suivre les variations des environnementaux fondamentaux, i.e. la hauteur de la rivière, la pente locale de la surface de l'eau, les zones inondées, les variations d'humidité du sol et même la hauteur de végétationWater is an integral part of life on our planet and it plays an important role in climatic changes. Water resources research is, therefore, very important for the climate communities to not only closely monitor the regional and global water supply budget, but to also understand changes in frequency of occurrence and strength of individual weather events. This is especially true for extreme weather events, which have great societal and economic impacts. Whether we will have more or more intense tropical storms, mega-snow events, or dust-bowls in the near or far future climate. This is one of the key focus areas of climate research. The aim of my PhD work is to provide some answers to assess the impact of future climate change threats on water resources. And we are trying to find the adaptive tools needed for sustainable water resources management. In an effort to optimize water resource management, it is crucial to improve soil moisture situation awareness. With the advent of remote sensing, soil moisture is systematically monitored at the global scale but at the expense of the temporal and/or spatial resolution. Recent studies suggested to take advantage of continuously emitted waves by the Global Navigation Satellite System (GNSS) constellations, to retrieve soil moisture. This opportunistic remote sensing technique, known as GNSS Reflectometry (GNSS-R), consists in comparing the interference of reflected waves by the ground and those which come directly from satellites. In my thesis, I focused on GNSS-R technique base on the signal-to-noise ratio (SNR) recorded by conventional GNSS receiver with single antenna to retrieve soil moisture variations. Previous studies show the efficiency of this methodology for clay soil and I demonstrate for the first time, it's efficiency for sandy soil using Unwrapping phase method. This method that I propose has been successfully applied to determine local soil moisture variations of : (1) 100% of sand in Volleyball playground (Toulouse, France); and (2) >85% of sand in the Sahelian critical zone of Dahra (Senegal). In addition, accurate and continuous measurement of river water levels is an important element in water resource management, to obtain an ongoing estimate of the river's flow around the world. The accuracy of GNSS-R technique for river altimetry is useful for detection of extreme hydrological events and to show the competition between continental and oceanic water near coastal area. The two methods, Least Square and "Larson" methods, has been successfully applied to determine local variations in Vietnam of: (1) the Red river (21°02'44.04"N, 105°51'48.86"E) to identify flood events and morphological changes associated to the hydrological events (tropical storm) in 2016; and (2) the Mekong river delta (9°31'38.63"N, 106°12'2.01"E) where continental water interacts with oceanic water. My work shows that GNSS-R is a powerful alternative and a significant complement to the current measurement techniques for managing water resource by establishing a link between the different temporal and spatial resolutions currently achieved by conventional tools (in-situ sensors, remote sensing radar, etc.). This technique has a great advantage based on already-developed and sustainable GNSS satellites networks and can be applied to any GNSS geodetic station. Therefore, by installing a processing chain of the SNR acquisitions, we are able to monitor various environmental parameters i.e. height river, local slope of water surface, flooded areas, soil moisture variations and even vegetation/plant height
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Allain, Sophie. "Caractérisation d'un sol nu à partir de données SAR polarimétriques. Etude multi-fréquentielle et multi-résolutions." Phd thesis, Université Rennes 1, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012010.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à la caractérisation des paramètres bio- et géo-physiques d'un sol nu à partir de données SAR polarimétriques, multi-fréquentielles et multi-résolutions.Des relations quantitatives entre la rugosité et l'humidité du sol et des descripteurs polarimétriques sont déterminées au moyen d'un modèle de diffusion utilisant la méthode de l'équation intégrale. Deux algorithmes d'inversion multi-fréquentiels sont développés pour l'extraction des paramètres physiques d'une surface et sont appliqués sur des mesures SAR polarimétriques acquises au laboratoire européen JRC.
La réponse électromagnétique d'une surface rugueuse dépend aussi de la taille de la cellule de résolution radar. La relation entre la résolution SAR et les caractéristiques polarimétriques d'une surface est établie en partageant son spectre en deux composantes. Un nouveau modèle de diffusion prenant en compte la résolution est ainsi présenté et validé sur des données multi-résolutions polarimétriques.
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Rodes, Arnau Isabel. "Estimation de l'occupation des sols à grande échelle pour l'exploitation d'images d'observation de la Terre à hautes résolutions spatiale, spectrale et temporelle." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30375/document.
Full textAbstract:
Les missions spatiales d'observation de la Terre de nouvelle génération telles que Sentinel-2 (préparé par l'Agence Spatiale Européenne ESA dans le cadre du programme Copernicus, auparavant appelé Global Monitoring for Environment and Security ou GMES) ou Venµs, conjointement développé par l'Agence Spatiale Française (Centre National d 'Études Spatiales CNES) et l'Agence Spatiale Israélienne (ISA), vont révolutionner la surveillance de l'environnement d' aujourd'hui avec le rendement de volumes inédits de données en termes de richesse spectrale, de revisite temporelle et de résolution spatiale. Venµs livrera des images dans 12 bandes spectrales de 412 à 910 nm, une répétitivité de 2 jours et une résolution spatiale de 10 m; les satellites jumeaux Sentinel-2 assureront une couverture dans 13 bandes spectrales de 443 à 2200 nm, avec une répétitivité de 5 jours, et des résolutions spatiales de 10 à 60m. La production efficace de cartes d'occupation des sols basée sur l'exploitation de tels volumes d'information pour grandes surfaces est un défi à la fois en termes de coûts de traitement mais aussi de variabilité des données. En général, les méthodes classiques font soit usage des approches surveillées (trop coûteux en termes de travaux manuels pour les grandes surfaces), ou soit ciblent des modèles locaux spécialisés pour des problématiques précises (ne s'appliquent pas à autres terrains ou applications), ou comprennent des modèles physiques complexes avec coûts de traitement rédhibitoires. Ces approches existantes actuelles sont donc inefficaces pour l'exploitation du nouveau type de données que les nouvelles missions fourniront, et un besoin se fait sentir pour la mise en œuvre de méthodes précises, rapides et peu supervisées qui permettent la généralisation à l'échelle de grandes zones avec des résolutions élevées. Afin de permettre l'exploitation des volumes de données précédemment décrits, l'objectif de ce travail est la conception et validation d'une approche entièrement automatique qui permet l'estimation de la couverture terrestre de grandes surfaces avec imagerie d'observation de la Terre de haute résolution spatiale, spectrale et temporelle, généralisable à des paysages différents, et offrant un temps de calcul opérationnel avec ensembles de données satellitaires simulés, en préparation des prochaines missions. Cette approche est basée sur l'intégration d'algorithmes de traitement de données, tels que les techniques d'apprentissage de modèles et de classification, et des connaissances liées à l'occupation des sols sur des questions écologiques et agricoles, telles que les variables avec un impact sur la croissance de la végétation ou les pratiques de production. Par exemple, la nouvelle introduction de température comme axe temporel pour un apprentissage des modèles ultérieurs intègre un facteur établi de la croissance de la végétation à des techniques d'apprentissage automatiques pour la caractérisation des paysages. Une attention particulière est accordée au traitement de différentes questions, telles que l'automatisation, les informations manquantes (déterminées par des passages satellitaires, des effets de réflexion des nuages, des ombres ou encore la présence de neige), l'apprentissage et les données de validation limitées, les échantillonnages temporels irréguliers (différent nombre d'images disponible pour chaque période et région, données inégalement réparties dans le temps), la variabilité des données, et enfin la possibilité de travailler avec différents ensembles de données et nomenclaturesThe new generation Earth observation missions such as Sentinel-2 (a twin-satellite initiative prepared by the European Space Agency, ESA, in the frame of the Copernicus programme, previously known as Global Monitoring for Environment and Security or GMES) and Venµs, jointly developed by the French Space Agency (Centre National d'Études Spatiales, CNES) and the Israeli Space Agency (ISA), will revolutionize present-day environmental monitoring with the yielding of unseen volumes of data in terms of spectral richness, temporal revisit and spatial resolution. Venµs will deliver images in 12 spectral bands from 412 to 910 nm, a repetitivity of 2 days, and a spatial resolution of 10 m; the twin Sentinel-2 satellites will provide coverage in 13 spectral bands from 443 to 2200 nm, with a repetitivity of 5 days, and spatial resolutions of 10 to 60m. The efficient production of land cover maps based on the exploitation of such volumes of information for large areas is challenging both in terms of processing costs and data variability. In general, conventional methods either make use of supervised approaches (too costly in terms of manual work for large areas), target specialised local models for precise problem areas (not applicable to other terrains or applications), or include complex physical models with inhibitory processing costs. These existent present-day approaches are thus inefficient for the exploitation of the new type of data that the new missions will provide, and a need arises for the implementation of accurate, fast and minimally supervised methods that allow for generalisation to large scale areas with high resolutions. In order to allow for the exploitation of the previously described volumes of data, the objective of this thesis is the conception, design, and validation of a fully automatic approach that allows the estimation of large-area land cover with high spatial, spectral and temporal resolution Earth observation imagery, being generalisable to different landscapes, and offering operational computation times with simulated satellite data sets, in preparation of the coming missions
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Alhaskeer, Ziad. "Analyse cartographique de la structure des paysages de vallées : évaluation de la dynamique des paysages de vallées du bassin versant de la Maine à partir de la télédétection et de SIG." Phd thesis, Université du Maine, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00793094.
Full textAbstract:
Les vallées du bassin versant de la Maine forment des paysages diversifiés soumis à des enjeux multiples(étalement urbain, activités agricoles, boisements). Les interactions entre l'eau et les activités humainesprésentent une certaine variabilité. Pour rendre compte des caractéristiques des vallées, de leurs diversités et deleurs singularités, la recherche est fondée sur les descripteurs objectifs (matériels) en utilisant d'une approchemultiscalaire et reproductible. Une typologie des types de vallées est réalisée en s'appuyant sur une approchemorphologique (MNT/analyse spatiale) pour caractériser les morphologies de vallées et une approche des modesd'occupation du sol (traitement d'images LANDSAT ETM+7) pour renseigner les types de couvertures du sol.23 types des paysages de vallées sont identifiés. La typologie met surtout en évidence la diversité de paysages devallée, pourtant souvent négligée par les approches classiques. La confrontation des résultats de cette typologieavec les atlas des paysages valide les types de vallées. Un suivi des changements dans les vallées du bassinversant de la Maine est mesuré, à partir d'images LANDSAT TM 1984 et ETM 2003, en utilisant les outilsgéomatiques (télédétection, SIG et techniques statistiques). Les méthodes et les procédures adoptées dans cetterecherche sont la cartographie de l'occupation du sol, l'obtention d'indicateurs et la cartographie deschangements. Les vallées intermédiaires sont les vallées les plus soumises aux changements, alors qu'aucontraire, les vallées jugées remarquables (gorges, vallées très encaissées et les basses vallées) sont les valléesayant le moins évolué. La détection des changements par type de vallées met en avant l'intérêt de combinaisond'approches morphologiques et d'approches d'occupation du sol, ce qui permet de montrer l'influence de naturedes reliefs à l'évolution d'occupation du sol. La confrontation des types de vallées avec les politiques paysagèrespermet de mettre en évidence le rôle des acteurs dans la gestion de ces espaces. Ainsi, le travail avec d'autrestypes des données, d'autres zones et avec une échelle plus fine permet de valider les résultats tirés des vallées dubassin versant de la Maine.
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Boulvert, Yves. "Contribution à l'étude du milieu naturel centrafricain : exploitation et corrélation des données obtenues par photointerprétation, télédétection et travaux de terrain pour la réalisation des cartes pédologique, phytogéographique et géomorphologique à 1/1000000 de la République centrafricaine." Dijon, 1990. http://www.theses.fr/1990DIJOS016.
Full textAbstract:
Une étude régionale de cartographie pédologique en République centrafricaine a été effectuée par photo-interprétation détaillée, descriptions d'itinéraires au sol, étude de profils pédologiques, notamment le long de toposéquences. Accompagnées de relevés des formes de relief et des types de végétations, cette étude s'est progressivement transformée en une étude intégrée du milieu naturel. Menée en plusieurs endroits du territoire centrafricain, ce type d'études détaillées à moyenne échelle (1/50000 à 1/200000) a permis avec l'apparition des images satellite de passer, par extrapolation et recoupements sur le terrain, à des études thématiques de synthèse à petite échelle (1/1000000) : relief, hydrographie, sols, végétation et géomorphologie. Les interrelations entre ces divers thèmes ont été étudiées ; elles ont été étendues au climat et au substrat géologique.
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KALLEL, Abdelaziz. "Inversion d’images satellites « haute résolution » visible / infrarouge pour le suivi de la couverture végétale des sols en hiver par modélisation du transfert radiatif : fusion de données et classification." Paris 11, 2007. http://www.theses.fr/2007PA112333.
Full textAbstract:
L'estimation des caractéristiques de la végétation à partir de l'espace intéresse notamment la communauté des hydrologistes, la couverture hivernale dans des régions agricoles influant les processus d'érosion du sol et la qualité des eaux. L'objet de cette thèse est alors l'estimation de la couverture végétale (et plus précisément de sa densité au travers du paramètre physique ‘fraction de couvert’, fCover) à partir de données de télédétection Visible et Proche Infrarouge ‘haute résolution’. Le bassin expérimental du Yar (Bretagne) a servi de site de validation à nos travaux. Nous avons étudié tout d’abord la modélisation (directe et inverse) de l’interaction entre le rayonnement solaire et le couvert végétal en utilisant la théorie du Transfert Radiatif (TR). Le modèle de TR direct proposé combine les deux modèles SAIL et Adding, permettant d’améliorer la modélisation des flux diffus et prenant en compte le phénomène de Multi Hot Spot. Par la suite, pour inverser le fCover, nous avons proposé un modèle semi-empirique utilisant la paramétrisation de la famille des isolignes de fCover par le modèle couplé SAIL/Adding. Ensuite, et afin d’améliorer les résultats, nous avons fusionné les résultats obtenus par notre modèle inverse avec d’autres indices de végétation. Pour cela, dans le cadre de la théorie des croyances, une nouvelle règle tenant compte de la corrélation entre différentes ‘évidences’ a été proposée. Finalement, pour obtenir une carte des classes de fCover, nous avons proposé une classification Markovienne originale relâchant l’hypothèse de stationnarité des formes de voisinages pour utiliser un voisinage adaptatif à chaque pixelEstimation of vegetation features from space is of high interest for hydrologist community since land cover during winter in agricultural regions strongly influences soil erosion processes and water quality. The object of this PhD Thesis is then the estimation of the vegetation cover (more precisely its density thought the vegetation cover fraction, fCover) using ‘high resolution’ remote sensing data in the Visible and the Near Infrared domain. The Yar experimental watershed (in Britain) was used for our work validation. First, we have studied the modelling (direct and inverse models) of the interaction between the solar radiation and the vegetation in the visible and Near Infrared domains, using the Radiative Transfer (RT) theory. The proposed direct RT model is based on Adding and SAIL formalisms, enhancing the modelling of the diffuse fluxes and taking into account the multi hot spot effect. Then, to inverse the fCover, we pitch on a semi-empirical model based on the fCover isoline parameterization using the coupled model SAIL/Adding. Then, to improve the estimation of the fCover, we propose to combine the results provided by our inverse model with other vegetation indices. For this, in the framework of the evidence theory, a new combination rule taking into account the correlation between indices was developed. Finally, in order to obtain a map of the fCover classes, we have proposed a new Markov classification relaxing the assumption of stationary of neighbourhood form to use an adaptive neighbourhood for each pixel
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Tardy, Benjamin. "Méthodes d'exploitation de données historiques pour la production de cartes d'occupation des sols à partir d'images de télédétection et en absence de données de référence de la période à cartographier." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30261.
Full textAbstract:
L'étude des surfaces continentales constitue un enjeu majeur à l'échelle mondiale pour le suivi et la gestion des territoires, notamment en matière de répartition entre l'expansion urbaine, terres agricoles et espaces naturels. Dans ce contexte, les cartes d'OCcupation des Sols (OCS) caractérisant la couverture biophysique des terres émergées sont un atout essentiel pour l'analyse des surfaces continentales. Les algorithmes de classification supervisée permettent, à partir de séries temporelles annuelles d'images satellites et de données de référence, de produire automatiquement la carte de la période correspondante. Cependant, les données de référence sont une information coûteuse à obtenir surtout sur de grandes étendues. En effet, les campagnes de relevés terrain requièrent un fort coût humain, et les bases de données sont associées à de longs délais de mises à jour. De plus, ces données de référence disposent d'une validité limitée à la période correspondante, en raison des changements d'OCS. Ces changements concernent essentiellement l'expansion urbaine au détriment des surfaces naturelles, et les terres agricoles soumises à la rotation des cultures. L'objectif général de la thèse vise à proposer des méthodes de production de cartes d'OCS sans exploiter les données de référence de la période correspondante. Les travaux menés s'appuient sur un historique d'OCS. Cet historique regroupe toutes les informations disponibles pour la zone concernée : cartes d'OCS, séries temporelles, données de référence, modèles de classification, etc. Une première partie des travaux considère que l'historique ne contient qu'une seule période. Ainsi, nous avons proposé un protocole de classification naïve permettant d'exploiter un classifieur déjà entraîné sur une nouvelle période. Les performances obtenues ont montré que cette approche se révèle insuffisante, requérant ainsi des méthodes plus performantes. L'adaptation de domaine permet d'aborder ce type de problématique. Nous avons considéré deux approches : la projection de données via une analyse canonique des corrélations et le transport optimal. Ces deux approches permettent de projeter les données de l'historique afin de réduire les différences avec l'année à traiter. Néanmoins ces approches offrent des résultats équivalents à la classification naïve pour des coûts de production bien plus significatifs. Une seconde partie des travaux considère que l'historique contient au moins deux périodes de données. [...]The study of continental surfaces is a major global challenge for the monitoring and management of territories, particularly in terms of the distribution between urban expansion, agricultural land and natural areas. In this context, land cover maps characterizing the biophysical cover of land are an essential asset for the analysis of continental surfaces. Supervised classification algorithms allow, from annual time series of satellite images and reference data, to automatically produce the map of the corresponding period. However, reference data is expensive information to obtain, especially over large areas. Indeed, field survey campaigns require a high human cost, and databases are associated with long update times. In addition, these reference data are valid only for the corresponding period due to changes in land use. These changes mainly concern urban expansion at the expense of natural areas, and agricultural land subject to crop rotation. The general objective of the thesis is to propose methods for producing land cover maps without exploiting the reference data of the corresponding period. The work carried out is based on the creation of a land cover history. This history includes all the information available for the area of interest: land cover maps, image time series, reference data, classification models, etc. A first part of the work considers that the history contains only one period. Thanks to this history we proposed a \g{naïve} classification approach allowing to use a classifier already trained, over a new period. The performances obtained shown that this approach is insufficient, thus requiring more efficient methods. Domain adaptation makes it possible to address this type of problem. We considered two approaches: data projection via canonical correlation analysis and optimal transport. These two approaches allow the historical data to be projected in order to reduce differences with the year to be processed. Nevertheless, these approaches offer results equivalent to the naive classification for much more significant production costs. [...]
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Juglea, Silvia. "Simulation de l'humidité du sol-température de brillance à partir des données in situ dans le cadre de la validation des produits SMOS : site test Valencia Anchor Station." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00697305.
Full textAbstract:
Lancée en novembre 2009, l'objectif principal de la mission SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) est de fournir une cartographie globale de l'humidité du sol avec une précision supérieure à 0.04 m3/m3 et avec une résolution spatiale comprise entre 35 km au nadir et 55 km (43 km en moyenne) en utilisant la radiométrie en bande L (1.4 GHz). La résolution spatiale des satellites tels que SMOS induit de nombreuses questions scientifiques qui nécessite un minimum de mesures de terrain représentatives de la zone vue par le capteur. C'est dans cette optique que la validation des données SMOS nécessite l'acquisition de nombreuses mesures sur une vaste zone. Dans ce sens, le site VAS (Valencia Anchor Station), défini par l'université de Valence (Espagne) en décembre 2001, a pour objectif principal de caractériser une surface dédiée à l'étalonnage et la validation des missions satellites d'observation de la terre. Dans le contexte de la validation des produits SMOS au-dessus des terres émergées, l'objectif principal de cette thèse est la génération de "Match-ups" sur la zone VAS (équivalente à un pixel SMOS), qui sont à comparer avec les données réelles SMOS. Les Match-ups sont des températures de brillance micro-ondes passives simulées en utilisant les variables et les caractéristiques de surface de la zone VAS. Ainsi, pour modéliser l'humidité du sol et la température de brillance associée, nous avons couplé un modèle SVAT (Soil-Vegetation-Atmosphere-Transfer) avec un modèle de transfert radiatif. Les processus hydrologiques sont simulés avec le modèle ISBA (Interactions between Soil Biosphere Atmosphere), alors que l'émission micro-ondes est simulée avec le modèle L-MEB (L-band Microwave Emission of the Biosphere) qui est utilisé dans l'algorithme d'inversion des humidités de surface à partir des données SMOS.
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Tra, Bi Zamblé Armand. "Etude de l'impact des activités anthropiques et de la variabilité climatique sur la végétation et les usages des sols, par utilisation de la télédétection et des statistiques agricoles, sur le bassin versant du Bouregreg (MAROC)." Thesis, Artois, 2013. http://www.theses.fr/2013ARTO0008/document.
Full textAbstract:
Le bassin versant du Bouregreg est situé dans le centre Nord-ouest du Maroc. C’est un bassin semi-aride de la partie humide de ce royaume. L’agriculture constitue un pilier essentiel de l’économie marocaine. Cependant, la surface agricole utile du pays reste très limitée à cause de conditions climatiques défavorables. Cette surface agricole utile, localisée principalement dans les régions humides, ne représente qu’environ 20% du territoire national, d’où un intérêt particulier pour les espaces agricoles favorables comme le bassin versant du Bouregreg. En outre, bien que le Maroc ait entrepris d’importants investissements en matière d’irrigation depuis l’indépendance, certains espaces comme le bassin du Bouregreg sont restés en marge de cette politique pour des raisons liées à leur fragilité naturelle. Paradoxalement, malgré l’attention particulière accordée à l’agriculture irriguée dans les différentes politiques de développement agricole depuis l’indépendance, l’agriculture pluviale reste la principale source de production agricole, surtout céréalière. Ainsi, cette agriculture pluviale, associée à un important élevage extensif, se concentre de plus en plus sur des espaces climatiquement favorables comme le bassin du Bouregreg, sans tenir compte de la fragilité des sols et du couvert végétal naturel de ces espaces. L’étude présente, menée avec le soutien du projet SIGMED (approche Spatialisée de l’Impact des activités aGricoles au Maghreb sur les transports solides et les ressources en Eau Des grands bassins versants), met en relief la dynamique spatiale et temporelle de la végétation et des sols du bassin du Bouregreg sous l’action combinée de pressions anthropiques et climatiques défavorables de 1980 à 2009. Cette étude fait appel à l’outil de télédétection, de statistique et de SIG. L’analyse de télédétection est faite à partir d’échelles multiples, de la basse résolution à la très haute résolution spatiale. Il en est de même de l’analyse temporelle où sont exploitées, à la fois, des images de très grande répétitivité temporelle (NOAA et MODIS) et des images de basse résolution temporelle (LANDSAT et SPOT 5). L’exploitation de ces images combine la télédétection et les analyses statistiques de série chronologiques et de corrélation. L’analyse des interactions diverses entre la dynamique des facteurs naturels, notamment climatiques, et celle des facteurs anthropiques est réalisée par système d’information géographique. Pour pousser la réflexion dans le domaine de la prospective géographique quant au devenir de ce bassin dans un environnement climatique de plus en plus défavorable, des analyses climatiques ont été faites à partir de projection de modèles climatiques régionaux pour les horizons 2050 et 2100. Les principaux résultats de cette étude indiquent une baisse marquée de la productivité végétale due à une dégradation de plus en plus importante du milieu sous actions agropastorales et climatiques. Sur la base des projections des modèles climatiques, cette dynamique est amenée à se poursuivre, si bien qu’au-delà de 2050, le système de production agricole pluvial sera amené à disparaitre, d’où l’importance de la question de l’adaptation du bassin aux conditions d’un changement climatiqueThe Bouregreg watershed is located in the Northwest central Morocco. It’s a semi-arid basin of the humid part of the kingdom. Agriculture is a key pillar of the Moroccan economy. However, the agricultural area of the country is limited due to adverse climate conditions. This agricultural, area located in humid regions is only 20% of the national territory, hence a particular interest in favorable agricultural areas as Bouregreg watershed. Furthermore, although Morocco has undertaken major investments in irrigation, some areas such as the Bouregreg basin remained on the sidelines of this policy for reasons related to their natural fragility. Paradoxically, despite the attention given to irrigated agriculture in the various agricultural development policies of the country since independence, rainfed agriculture remains the main source of agricultural production, especially grain. Well, this rainfed agriculture associated with a significant ranching, focuses more on climatically favorable areas such as the Bouregreg basin, without taking into account the fragility of the soil and natural vegetation of these areas. The present study, conducted with the support of the SIGMED project, highlights the spatial and temporal dynamics of vegetation and soil of the Bouregreg basin under the combined action of adverse anthropogenic and climatic pressures from 1980 to 2009. This study uses the tool of remote sensing, GIS and statistical. Analysis of remote sensing is made from multiple scales from low resolution to high spatial resolution. It is the same for the temporal analysis, where are used both images of high temporal repetitiveness (NOAA and MODIS) and low temporal resolution (LANDSAT AND SPOT 5). Exploitation of these images combines remote sensing and statistical time series analysis and correlation. Analysis of various interactions between the dynamics of natural factors, including climate, and the anthropogenic factors, is carried out by GIS. For further reflection in the field of geographical prospective about the future of the basin in a climate environment increasingly unfavorable, climate analyzes were made from projections of regional climate models for 2050 and 2100 horizons. The main results of this study showed a significant decrease in plant productivity due to more increasing degradation caused by farming and climate actions. Based on the projections of climate models, this dynamics is likely to continue, so that beyond 2050, the system of rainfed production will have to disappear. As for forest formation, they should suffer as result more pressure which should lead to their disappearance. If an effective backup policy is not implemented. This dynamics to be highlights the importance of the issue of adaptation basin conditions of climate change
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Servenay, Alice. "Tepetates et sols dégradés du Nord Michoacán, Mexique : comportement spectral, organisation spatiale et enjeu économique et social." Toulouse 2, 2002. http://www.theses.fr/2002TOU20084.
Full textAbstract:
Dans la région nord du Michoacán au Mexique, les tepetates (formations indurées d'origine volcanique) constituent une contrainte forte pour le milieu naturel et l'agriculture. Une approche hiérarchique des paysages à travers des données de télédétection couplées à des levés de terrain, a permis d'appréhender les zones dégradées et les tepetates affleurants. A travers des mesures de terrain et de laboratoire la réponse spectrale des tepetates est caractérisée. Par des classifications ciblées de données SPOT-HRV on distingue quatre stades d'érosion des sols. Sur des photographies aériennes de 1975, 1995 et 1999 l'analyse de l'évolution spatio-temporelle montre une augmentation des surfaces érodées. Des enquêtes socio-économiques auprès des populations paysannes ont permis d'analyser les stratégies écologiques et économiques face aux problèmes d'érosion des sols. La confrontation de l'ensemble de ces résultats nous amène à préconiser des solutions de prévention des zones fragilisées plutôt que de réhabilitation lourde des zones déjà trop dégradéesThe aim of this work is to study called in Mexico. In the Northern part of Michoacan (Mexico), "tepetates" (volcanic hardened soils) are a strong limitation for natural environment and agriculture. A hierarchical approach of landscapes through remote sensing data coupled with ground information allowed us to analyze the eroded areas and outcropping. The spectral signature of tepetates was characterized through measurements on the field and in laboratory. From SPOT-HRV data we made "target" classifications that distinguish 4 stages of soil erosion. Over aerial photographs of 1975, 1995 and 1999 we analyzed spatio-temporal evolution of bare soils and seen them increased for 3 study area over 4. Socio-economical study was conducted with peasants living in villages near these study areas and allowed us to analyze ecological and economical strategies link with agriculture and soil erosion problems. The analysis of all these results leads us to give advises for erosion prevention of fragile areas instead of an heavy rehabilitation ion of already very eroded areas
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Payet, Évelyne. "Étude des dynamiques de dégradation des sols, à l'échelle des bassins versants côtiers de l’océan Indien." Thesis, La Réunion, 2015. http://www.theses.fr/2015LARE0031/document.
Full textAbstract:
Cette thèse met en évidence les dynamiques spatiales en cours à l'échelle des paysages sur deux bassins versants du SOOI, en se focalisant sur les dynamiques d'occupation du sol qui affectent les processus érosifs. Cette thèse s'interroge sur les processus de dégradation affectant les bassins versants et sur les données spatiales à mobiliser dans des contextes très différents tels les territoires de La Réunion et de Madagascar. Les données de télédétection constituent dans ces contextes un atout. Elles permettent d'observer de façon régulière et à différentes échelles les territoires. Deux bassins versants sont suivis, le Fiherenana (Madagascar) et la Rivière des Pluies (La Réunion). Sur le Fiherenana, l'étude de l’érosion est abordée en considérant les dynamiques d'occupation du sol entre 2001 et 2013. Les informations, extraites du traitement d'images satellite SPOT 4 et 5, montrent une dégradation importante de la couverture forestière, particulièrement dans le secteur de Ranobé (section avale). Une perte de plus de 230 km² de forêt sèche est notée en 12 ans. Les pertes de sols estimées sur la même période, selon le modèle RUSLE, montrent une augmentation de l'érodabilité en raison de l'altération du couvert végétal. Sur la Rivière des Pluies, l'étude se focalise sur l'empreinte spatiale de deux processus, l'anthropisation des planèzes et son impact sur l'imperméabilisation des sols, ainsi que celle des mouvements de masse sur les fortes pentes. Ces phénomènes sont suivis à partir d'orthophotographies de l'IGN, entre 1997 et 2012. Ces travaux apportent une réponse spatialisée et quantitative des dynamiques de dégradation en cours sur les bassins versants du SOOISince the 20th centuries, the Southwest of Indian Ocean is particularly affected by anthropogenic degradations. This study aims to analyze degradations on drainage basin scale, which allows a suitable monitoring of critical areas, in the southwest of Indian Ocean. It focus on the assessment of land degradation and its causes, land cover change and erosion.The main difficulty stands in the implementation of reproducible methods and proceeds for developed and developing countries. In light of this, remote sensing data are relevant. Those data enable a regular observation of phenomena, allowing a full description of isolated lands and at different scale. This study combined, remote sensing data processing, spatial analysis and modeling to analyze degradations. Approaches include, data collection, their formatting or their preprocessing. Land cover information provided from Object-Based Image Analysis (OBIA) methodologies and Geographical Information System (GIS) authorized data conditioning and modeling. On the Fiherenana catchment, soil loss has been computed taking into account land cover changes. Those information were provided from SPOT 4 and 5 images from 2001 to 2013. Results confirmed the forest degradation especially in Ranobé, where we recorded a loss of more than 230 km² over 12 years. Lands affected by erosion process, spatialized and quantified by RUSLE model, also increased over this period. On La Rivière des Pluies, IGN’s orthophotographies, from 1997 until 2012, permitted urbans imprint analyzing. On Grand Éboulis site, vegetation monitoring revealed slumps. The study exposed spatial and quantitative results highlighting degradations dynamics on catchm