Potentiel de l'imagerie optique satellitaire à haute résolution pour détecter les dommages engendrés par des épisodes pluvieux extrêmes☆

IF 0.8 Q4 Environmental Science
Arnaud Cerbelaud, Axelle Favro, L. Roupioz, G. Blanchet, X. Briottet, Jean-Marc Delvit, P. Breil
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Abstract

De nombreuses données satellites peuvent aujourd'hui être combinées afin de couvrir des surfaces très importantes avec une très haute résolution spatiale (THR) ainsi qu'une haute fréquence de revisite. Le potentiel de ces images pour évaluer et cartographier les dommages engendrés par des pluies extrêmes, en particulier ceux causés par le ruissellement pluvial, a été jusqu'à présent peu étudié. Cette étude propose une méthode pour détecter de la manière la plus exhaustive possible ces dommages à partir de données satellitaires THR et HR acquises au plus près, avant et après, d'un événement de pluie intense. Pour ce faire, nous avons utilisé des images Pléiades (0,7 m) et Sentinel-2 (10 m) acquises au-dessus de la région de l'Aude (France), fortement touchée par des intempéries le 15 octobre 2018. Notre intérêt a porté sur les zones agricoles qui ont fait l'objet de 1119 demandes d'indemnisation en calamités agricoles pour cet événement. Plusieurs indices et filtres spectraux ont été appliqués sur un échantillon d'images Sentinel-2 sélectionnées avant et après l'épisode orageux. Ce travail exploratoire révèle que certains types de dommages agricoles sont bien détectés alors que d'autres, même clairement visibles sur les images Pléiades, sont plus difficiles à distinguer avec les indices et filtres sélectionnés sur les images Sentinel-2. Il démontre également le potentiel de ces méthodes pour discriminer les différents degrés de dégâts relevés sur les parcelles agricoles. Cette étude confirme l'importance de combiner information spectrale, temporelle et contextuelle pour détecter à l'aide de l'imagerie optique les dommages engendrés par des pluies extrêmes, en particulier ceux causés par le ruissellement pluvial. Ces travaux préliminaires ouvrent la voie au développement de nouvelles méthodes de détection, l'utilisation de nouveaux indices ainsi que sur l'intelligence artificielle.
高分辨率光学卫星图像检测极端降雨事件造成的损害的潜力☆
今天,许多卫星数据可以组合起来,以非常高的空间分辨率(THR)和高重访频率覆盖非常大的区域。迄今为止,这些图像评估和绘制极端降雨造成的损害,特别是雨水径流造成的损害的潜力尚未得到充分研究。本研究提出了一种从尽可能接近强降雨事件前后获取的THR和HR卫星数据中尽可能全面地检测这种损害的方法。为此,我们使用了2018年10月15日在奥德(法国)地区拍摄的昴宿星(0.7米)和哨兵-2(10米)图像,该地区受到恶劣天气的严重影响。我们的兴趣集中在农业地区,这些地区是本次事件1119项农业灾害索赔的主题。在风暴事件前后选择的Sentinel-2图像样本上应用了若干指数和光谱滤波器。这项探索性工作表明,某些类型的农业损害可以很好地检测到,而其他类型的损害,即使在昴宿星图像上清晰可见,也更难通过Sentinel-2图像上选择的线索和过滤器进行区分。它还证明了这些方法在区分农业地块不同程度损害方面的潜力。这项研究证实了结合光谱、时间和背景信息的重要性,以便通过光学成像检测极端降雨造成的损害,特别是雨水径流造成的损害。这项初步工作为开发新的检测方法、使用新线索和人工智能铺平了道路。
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期刊介绍: La Houille Blanche, revue internationale de l ''eau/International Water Journal, is the only almost all French-written journal of Water science. It promotes the dissemination of research and innovative practices in the field of water, as a key resource for everyday use for human needs, agriculture, energy and transport, and hydraulic public works. This includes environmental and risk assessment and management issues related to hydrology, meteorology, flood, low flows and drought, as well as issues in the field of fluid mechanics, hydraulics machinery, multiphase flows, microfluidics... La Houille Blanche, International Water Journal, is cited by Science Citation Index Expanded of Institute for Scientific Information (I.S.I) in USA, and by CNRS in France; since 1902, the journal publishes high-standard relevant peer-reviewed research papers. La Houille Blanche also provides more general information and recent news about the water world, and the SHF association and its members life: scientific events, book review, R & D advancements, … Six issues per year. Thematical journal for original articles and reviews mostly in French.
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