Calcul des surfaces enneigées d'un bassin masqué par des nuages

 

Géotraitements appliqués aux images satellites

L'exercice consiste à calculer la surface enneigée du bassin de la Vésubie le 18 février 2017 en présence de nuages.

Pour cela on dispose des cartes raster d'enneigements du 18 et 20 février  des Alpes du Sud  géo référencées en WGS84 obtenues sur le site Cryoland.
Ces cartes ont été préalablement reprojetées dans le système Lambert 93 qui sera le système de référence.
Des nuages  épars observés par le satellite au cours de ces 2 journées ne permettent pas un calcul précis des surfaces de neige. Or sur les 2 prises de vues, ces masques nuageux ont peu de surfaces communes entre elles.
L'objectif est de les éliminer,  en remplaçant  l'enveloppe des nuages du 18 par les polygones  neiges du 20 avril  aux mêmes dimensions.

 Principe

  1. Isoler les nuages du 18 et s'en servir de masque pour découper la couche de neige du 20.
  2. Construire le polygone neige sans nuages de la journée du 18
  3. Fusionner 1 et 2 pour obtenir un multi-polygone constitué de la neige sans nuages du 18 et  de la couche de neige+nuages du 20 découpé aux dimensions de l'enveloppe nuage du 18
  4. Découper  la couche  reconstituée  selon les limites d'un bassin versant  et calculer les surfaces

 

Télécharger les fichiers de l'exemple

 

 

Methode

  1.  Importer les 2 fichiers raster du site Cryoland re-projetés en Lambert 93.
    Qgis: Couche->Ajouter une couche->Ajouter une couche raster .Paramètres  En entrée les 2 fichiers FSC201170218.TIFF et FSC20170220.TIFF

  2. Vectoriser ces 2 raster.
    Qgis: Raster->Conversion->Polygoniser raster en vecteur : Paramètres en entrée FSC20170220.TIFF en sortie FSC20170220.SHP
    Commentaires même opération pour le 18.

  3. Polygoniser l'enveloppe des nuages du 18
    Qgis: Couche->filtrer  Paramètres en entree FSC20170218.SHP critere DN=30
    Qgis: Couche->Enregister une couche : Paramètres en sortie nuage18.shp
    Commentaire: le champ DN = 30 correspond aux couches nuageuses

  4. Filtrer la couche du 20 selon les critères neige et nuages
    Qgis: Couche->filtrer Paramètres en entree FSC20170220.SHP  critere : DN=30 OR DN=82 OR DN>99
     

    Qgis: Couche->Enregister une couche Paramètres en sortie neigenuage20.SHP
    Commentaires: le champ DN = 30 correspond aux couches nuageuses, 82 et 100 à 200 aux couches de neige

  5. Decouper  neigenuage20.shp selon l'enveloppe des nuages du 18
    Qgis: Vecteur->Outils de géotraitement->decouper Paramètres:en entrée neigenuage20.SHP couche de découpage neige18.SHP couche de sortie decoupe20.SHP
    Commentaires: On obtient ainsi une forme aux dimensions exactes de l'enveloppe des nuages du 18,  contenant les polygones neiges et nuages du 20 .

  6. Filtre la carte d'enneigement des Alpes du 18 selon les critères  neige
    Qgis: Couche->filtrer Parametres en entree FSC20170218.SHP critere DN=82 OR DN>99 sortie neige18.SHP
    Commentaires: La forme exclut les nuages et ne prend que le sol recouvert de neige

  7. Fusion des couches neige18.shp et decoupe20.shp
    Préparation: placer les couches decoupe20.SHP et neige18.SHP dans le répertoire fusion
    Qgis : Vecteur->Outils de gestion des données->Fusionner les shapefiles en un seul.. Paramètres en entrée le répertoire fusion en sortie le fichier traitement18.SHP
    Commentaires: les opérations successives aboutissent au remplacement de l'enveloppe des nuages du 18 par les polygones  neiges du 20 aux mêmes dimensions


  8. Importation du vecteur bassin Vésubie
    Qgis: Couche->Ajouter une couche->Ajouter une couche vecteur Paramètres en entree Bassin_Vesubie_Gordolasque.SHP

  9. Découpe  de la couche de neige corrigée des nuages au dimensions du bassin
    Qgis: Vecteur->Outils de géotraitements->découper Paramètres: entrée traitement18.SHP  decoupe: Bassin_Vésubie_Gordolasque.SHP sortie : Vesubie18.SHP

  10. Fusionner le multipolygone en un seul
    Qgis : Outil Selection les champs selon un critère Paramètre critère:DN>81
    Passer en mode édition
    Qgis: Edition->fusionner les entités sélectionnées
    Sortir du mode édition et enregistrer.
    Commentaires : le critère de sélection DN>81 est suffisant pour sélectionner  toutes les entités "neige" et exclut les zones de nuages

  11. Calcul des surfaces
    Qgis outil Ouvrir la table des champs
    outil calculatrice des champs Parametre  creer un nouveau champ:Surface  Paramètres .rubrique Geométrie selectionnner $area
    Commentaires: la surface est en Km²  défini dans préférence de Qgis

  12. Vérificaton et visualisation
    Qgis: clic gauche sur raster FSC20170218.TIFF selection style charger le style :stylefsc.qml
    Commentaires: colore la carte et met en évidence les nuages en jaune la neige en nuances de bleu et gris vert et le sol nu en vert et brun..On peut ainsi verifier l'ajustement du polygone neige