Sylvain Capo EPOC

1. Récents développements en morphodynamique à partir de la base de données Kalideos : exemples de l'inversion bathymétrique et de la détection du trait de côte Sylvain Capo EPOC [Kalideos Littoral] - Journée Utilisateurs 8 Décembre 2011

2. Problématique scientifique : Érosion côtière et compréhension du fonctionnement sédimentaire du milieu côtier Côtes sédiments meubles très dynamiques Enjeu économique et social majeur Menace climatique -Ressources du milieu côtier (halieutique) -Érosion côtière 1ere préoccupation patrimoniale En France 44% des côtes sableuses sont en érosion

3. Récents développements inversion bathymétrique: modèle semi-analytique en eau peu profonde et peu chargée en MES • Adaptation du modèle de Lee et al., 2002 QAA adapté à MODIS, MERIS SeaWIFS • Contexte: 20 ans d’archives KALIDEOS SPOT • Utilisation de Scènes SPOT (répétitivité + large couverture spatiale HR) • Besoin spécifique SPOT 2 bandes (vert et rouge) 545nm et 645nm • contrairement à MODIS, MERIS SeaWIFS (7 à 36 bandes à partir du bleu 400nm) • Intérêt du modèle : Toutes les informations sont issues de la scène SPOT… •  Application bathymétrique pour les pixels où le fond est visible • Application transfert radiatif pour dériver les [C] des constituants de la colonne d’eau Campagne INFOBAC Août 2011

4. Modèle semi-analytique d’inversion 1ere étape: IOP données synthétiques de référence IOCCG Comparaison avec modèle QAA a) Calcul u = rétrodiffusion sur atténuation b) Calcul du coefficient d’absorption totale a c) Calcul de bbp Erreur moyenne quadratique divisée par deux par rapport au modèle de Lee et al., 1999, 2002 SPOT Capo R² = 0.98 rmse = 0.03 SPOT Capo R² = 0.99 rmse = 0.04 QAA R² = 0.92 rmse = 0.06 QAA R² = 0.93 rmse = 0.07

5. Modèle semi-analytique d’inversion 2eme étape: Kd données synthétiques de référence IOCCG + comparaison avec modèle QAA SPOT Capo R² = 0.98 rmse = 0.04 Amélioration de 25% de rmse surtout pour les forts Kd rmse divisé par 2 pour Kd >0.2 (plus adapté aux zones côtières) QAA R² = 0.96 rmse = 0.05

6. Modèle semi-analytique d’inversion 3eme étape: Profondeurs 1. Détermination de la valeur de reflectance d’un pixel en zone optiquement profonde 2. Détermination de la valeur de l’albédo du substrat (sable uniquement) Grande sensibilté aux valeurs de Réflectance données synthétiques de référence IOCCG : simulations Hydroligth (Mobley, 1994) + comparaison avec sondages in situ Colonne d’eau Fond

7. (Capo et al., In prep) Modèle semi-analytique d’inversion 3eme étape: Profondeurs (IOCCG, 2005) 2 à -6m: Erreur relative = -10% RMSE = 1.2 m aad = 0,9m  Sous évaluation des zones profondes turbides (chenaux et panaches)  Bonne reproduction par le modèle de la géomorphologie des zones peu profondes (2 à 6m)

8. Application aux images de la base de donnée Kalideos Sylvain Capo,

9. Toulinguet Sand Bank Application aux entités morphologiques sur la base de donnée Kalideos Arguin Sand Bank (ASB) ~2,15 km Bernet Sand Bank (BSB) • Southern Channel (SC) • ~0,8 km • Northern Channel (NC) • ~ 0.8 km Sylvain Capo,

10. Evolution Morphologique Large view Inlet Focus Sylvain Capo,

11. Channels mobility Measurements performed on a NS transect at the Inlet for the zeros m level Toulinguet Sand Bank Northern Channel Arguin Sand Bank Southern Channel Sylvain Capo,

12. Channels mobility Sylvain Capo,

13. Récents développements Trait de côte modèle automatique à Pleine Mer • Contexte: Evolution morphologique historique 20 ans d’archives KALIDEOS SPOT sur le Bassin d’arcachon BDD pour validation de produits opérationnels (INFOLITTORAL) • Utilisation de Scènes SPOT (répétitivité + large couverture spatiale HR) • Besoin spécifique HR à THR pour avoir une précision de la position du trait de côte au pixel près •  Image orthorectifiée • Intérêt du modèle : Toutes les informations sont issues de la scène SPOT et n’utilisent en théorie que les CN… • Approche intégrée dans le modèle d’inversion bathymétrique pour l’automatisation de la détermination de l’albédo du substrat

14. Spécificité Aquitaine: Trait de côte = rupture de pente haut de plage / dune embryonnaire • Précision maximale au pixel près • Méthodologie: • Méthode de gradients du large vers la côte en combinant plusieurs indices; • Identification de la ligne d’eau : bande 3 et 4, NDWI •  d’où nécessité d’utiliser une image à Pleine Mer • Identification de la limite dune / forêt (VI, NDVI) • Localisation d’un réflecteur intermédiaire traduisant le passage du sable sec à la dune • faiblement ou pas végétalisée par seuils… • En théorie l’automatisation de la détéction du trait de côte peut se faire sur les CN • Pas de nécéssité absolue d’utiliser les réflectances… mais difficulté pour la détermination des • seuils… • Application d’outils de morphologie mathématique pour identifier une ligne continue • combinaison filtres top bottom hat + roberts ou sobel sur la bande 3

15. Perspectives ANR INLET • Suivi morphodynamique de l’embouchure sur plusieurs échelles temporelles: • Approche long terme : BDD Kalideos fréquence images? • Approche court terme: Impact évènements extrêmes? • Programmations urgentes possibles? • 2 séries avantaprès tempête par ex? [Kalideos Littoral] - Journée Utilisateurs 8 Décembre 2011

16. Merci [Kalideos Littoral] - Journée Utilisateurs 8 Décembre 2011

17. Calcul des contributions respectives des composantes de fond et de la colonne d’eau pour le signal Rrs Albert and Mobley, 2003 Colonne d’eau Fond

18. Modèle semi-analytique d’inversion 2eme étape: Paramétrisation du Kd et comparaison avec données synthétiques de référence IOCCG + modèle QAA

19. Performances du modèle sur base de donnée synthétique IOCCG En rouge: meilleur résultat En Vert : meilleur résultat en n’utilisant que les réflectances

21. Arcachon Inlet Evolution 1986-2011

22. Arcachon Inlet Evolution 1986-2011