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Mise en contexte: Photographies aériennes / LiDAR.

L’analyse des photographies aériennes en stéréoscopie (3D) et du LiDAR permet d’obtenir rapidement et à faibles coûts une foule de renseignements utiles et d’une grande variété. Il peut s’agir aussi bien de l’identification et de la caractérisation du meilleur tracé pour le passage d’une infrastructure linéaire (route, voie ferrée, ligne électrique, pipeline), du suivi de l’évolution d’un site sur de nombreuses années, de l’identification de sources potentielles d’emprunt (carrières ou sablières), ou de tout autre élément observable sur des photos aériennes. L’analyse stéréoscopique offre des possibilités beaucoup plus grandes que la simple visualisation en 2D, comme les images Google Earth (réf. White Paper Poly-Géo), mais elle connaît des limites découlant notamment de la qualité et de la résolution/échelle des photos, ainsi que des types de terrains à analyser. Les secteurs densément boisés par exemple peuvent rendre l’interprétation des matériaux de surface très difficile, voire hasardeuse.

Exemple de modèle numérique de terrain (MNT) généré à partir de relevés Lidar.

La télédétection aéroportée par laser ou LiDAR (acronyme de Light detection and ranging) permet heureusement d’aplanir cette difficulté parce qu’il est possible par traitement informatique de classer les données brutes de façon à enlever la végétation arbustive et arborescente ou tout autre élément non désiré. Les modèles numériques de terrain (MNT) et les cartes en relief ombré (hillshade) ainsi générés, offrent une vue (numérique) réaliste et détaillée de la surface du sol sans arbre ni arbuste. Les formes de terrain autrement invisibles se dévoilent et révèlent de nombreuses informations indispensables à une analyse éclairée. Malgré les résultats exceptionnels obtenus, les MNT ne sont pas une panacée et l’œil avisé des géomorphologues et des différents spécialistes des sciences de la terre demeure indispensable à une interprétation juste. Pour ce faire, l’analyse combinée des photos aériennes en 3D et des modèles numériques de terrain constitue, et de loin, la meilleure option lorsque ces données sont disponibles. Les MNT doivent être considérés comme un complément essentiel à la photo-interprétation traditionnelle, mais non comme une fin en soi.

L’observation des formes de terrain et d’indices visuels variés ouvre toute grande la fenêtre de la compréhension et de la connaissance au géomorphologue. Les exemples suivants démontrent bien la grande complémentarité des deux méthodes d’analyse.
Mots clés : Photographies aériennes / LiDAR

Cas numéro 1
L’analyse en 3D des photos aériennes de ce site permet de déterminer avec un bon niveau de confiance la nature des matériaux présents, le contour des aires d’extraction des matériaux granulaires, les volumes potentiels exploitables, ainsi qu’une foule d’autres éléments pertinents à l’analyse et à la compréhension du site. Sans le support des données LiDAR, il n’aurait cependant pas été possible d’identifier les anciennes lignes de rivages d’un lac proglaciaire développées à la surface de cet important dépôt de sable et gravier ni de mesurer la profondeur des ravins entaillés à la surface du dépôt qui constitue généralement un bon indicateur d’un contact stratigraphique avec un matériau plus résistant à l’érosion.

Déplacer le curseur de droite à gauche pour dévoiler le modèle numérique de terrain (MNT).

Cas numéro 2
Le segment d’esker, les kettles (dépressions fermées provenant de la fonte de culots de glace subséquente à l’accumulation de sable et gravier à leur pourtour lors de la déglaciation), des portions de dunes et la petite colline rocheuse étaient bien visibles sur les photos aériennes visualisées en stéréoscopie. L’analyse du MNT permet cependant d’observer une foule de détails qui demeuraient imperceptibles sur les photos. On voit par exemple une série de lignes de rivages (plages soulevées) qui sont particulièrement bien développées sur les flancs est et nord de l’esker, ce qui indique que l’énergie des vagues était sensiblement plus grande sur ces côtés et que c’est là que le potentiel d’y trouver des matériaux granulaires à texture grossière y est le plus grand. Les dunes paraboliques présentes dans la partie supérieure gauche du modèle ombré étaient partiellement visibles sur les photos aériennes, mais ces dernières ne permettaient de suivre la crête que dans les secteurs déboisés. La petite dune située immédiatement au nord-est de la colline rocheuse était pour sa part indétectable sur les photos.

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Cas numéro 3
La forêt très dense de ce secteur complexifie grandement l’observation des éléments et indices qui sont essentiels à une bonne interprétation des matériaux de surface, même pour un œil avisé. On y distingue aisément les principales formes de terrain (talus riverains, terrasses fluviales, segments d’esker, kettles, anciens chenaux fluviaux, ravins principaux, collines rocheuses, etc.), mais l’interprétation de détail y est presque impossible sur une bonne partie du territoire. La carte en relief ombré, générée à partir des données LiDAR dont la végétation a été enlevée, agit comme un révélateur. On y observe clairement tous les anciens chenaux fluviaux, les segments d’eskers, le réseau de ravins dans le versant est de la colline, la profondeur de ces derniers et une foule d’autres détails facilitant l’analyse et améliorant sensiblement la précision de l’interprétation. L’examen du MNT a également permis de constater la présence d’un dépôt de till relativement épais sur le flanc sud de la colline, ce qui n’était pas possible en ayant uniquement recours aux photos aériennes.

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