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Mesure de l’Evolution des Glaciers Alpins par Télédétection Optique et Radar des Archives à ORFEO

Description du projet

Les glaciers sont des objets géophysiques complexes dont la surveillance par télédétection repose sur une masse de données importante et nécessite la mise au point de méthodes de traitements spécifiques. L’imagerie optique et l’imagerie radar à synthèse d’ouverture (RSO) sont deux sources de données complémentaires dont l’exploitation conjointe doit permettre d’obtenir de façon automatique un ensemble de mesures telles que les champs de vitesse en surface, les taux de déformation et les bilans de masse annuels. Des archives importantes sur les glaciers des Alpes sont aujourd’hui disponibles : 20 ans de couvertures de l’ensemble des glaciers par photographie aérienne et plus de 10 ans d’images RSO acquises par les satellites ERS-1/2 dont des couples interférométriques à 1 jour (tandem), 3 jours et 35 jours. L’avènement des satellites haute résolution (HR) optiques et radar tels que Pléiades et Cosmo-SkyMed du programme ORFEO (Optical and Radar Federated Earth Observation) va accroître considérablement les possibilités de surveillance par imagerie spatiale sous réserve que certains verrous méthodologiques soient levés.

Ce projet a pour objectif de développer à partir des archives et des données simulées une méthodologie complète de traitement des données optiques et radar satellitaires HR pour la surveillance des glaciers. Les principaux axes de recherche sont :

• la réalisation de modèles numériques de terrains (MNT), d’ortho-images et de MNT différentiels optiques sur une échelle de temps longue (pluriannuelle),
• la fouille dans les données brutes (raw), la synthèse RSO et la génération d’interférogrammes dans le contexte haute montagne, haute résolution pour des déplacements importants sur une échelle de temps courte (quelques jours),
• la fusion des deux sources d’information et la gestion des incertitudes, d’une part pour la séparation topographie / déplacement et d’autre part pour la détection et le suivi temporel de structures (rochers, lac pro/supra glacière…).

Une attention particulière sera portée sur la validation des résultats qui s’appuiera sur l’existence de mesures de terrain régulières (balises d’ablation, relevés GPS…) et sur la masse importante de données à traiter pour garantir la robustesse des méthodes.

Ce projet associe quatre laboratoires qui apportent des compétences spécifiques en imagerie optique (l’équipe Photogrammétrie Architecturale et GEomatique à l’INSA de Strasbourg), en imagerie RSO (le LTCI à Télécom Paris), en traitement d’images et en fusion d’informations (le LIS à l’INP Grenoble et le LISTIC à l’Université de Savoie). Des études préliminaires réalisées en collaboration ont permis d’obtenir des résultats prometteurs et d’identifier les difficultés qui devront être levées au cours du projet. Parallèlement aux développements méthodologiques, le projet comprend la mise en place d’une base de données importante qui rassemblera les images brutes optiques et radar des principaux glaciers à risques, les résultats obtenus par les méthodes développées (MNT, champs de vecteurs…) et les outils logiciels réalisés afin de faciliter leur diffusion.

Coordinateur du projet

TROUVE Emmanuel - Laboratoire d’Informatique, Systèmes, Traitement de l’Information et de la Connaissance (LISTIC), EA 3703, Université de Savoie

Partenaires

• Laboratoire des images et des signaux (LIS), UMR5083 CNRS, INP Grenoble, Université Grenoble 1
• Modèles et simulation pour l'architecture, l'urbanisme et le paysage (MAP), UMR 694 CNRS, Ecole d’architecture de Marseille, Ecole d’architecture de Nancy, Ecole d’architecture de Lyon, Ecole d’architecture de Toulouse
• Laboratoire traitement et communication de l'information (LTCI), UMR 5141 CNRS, ENST