Memoire Online - Suivi spatio-temporel de la couverture neigeuse dans le haut atlas de marrakech à l'aide des images spot-vegetation (période 1998-2005)

Discipline :
Risques géologiques, Télédétection et Cartographie
Sous le Thème

dans le Haut Atlas de Marrakech à l'aide des
images SPOT-VEGETATION (Période 1998-2005)

Présenté et soutenu publiquement
Le 14 septembre 2006
Par
Abdelghani BOUDHAR
Devant le jury composé par :

Je tiens tout particulièrement à remercier plusieurs personnes qui m'ont aidé à
passer un excellent moment en leur compagnie par leurs conseils et leur contact
agréable :

Mr Benoît Duchemin (CESBIO-IRD) et Mr Lahoucine Hanich (FSTG-Marrakech)
pour leur encadrement et leur disponibilité, pour leur appui technique et logistique
tout au long du stage.

Mr Kamal Targuisti (FS-Tétouan), responsable du DESA qui a toujours oeuvré
pour la réussite de la formation et Mr Jamal Stitou (FS-Tétouan) pour avoir
accepté le co-encadrement de ce travail.

Mr Vincent Simonneaux (CESBIO-IRD) et Mr Gilles Boulet (CESBIO-IRD) pour
leur aide et leurs conseils.

L'ensemble de l'équipe du projet SudMed à Marrakech, les thésards et stagiaires
pour leur gentillesse et leur bonne humeur.

Mes collègues du DESA pour tous les bons moments que nous avons partagés
ensemble pendant toute la période de formation.

La dynamique de l'enneigement est peu étudiée dans le Haut Atlas marocain. Pourtant, sous ces hautes altitudes, la neige représente une source d'eau non négligeable pour les populations vivant en aval et plus particulièrement au printemps et en début d'été. Les données acquises par les capteurs optiques (réflectances et indices de neige dérivés) peuvent être pertinentes pour le suivi spatial et temporel de la couverture neigeuse. L'objectif de cette étude est de calculer la couverture neigeuse et de suivre son évolution spatio-temporelle à l'aide d'une série d'images SPOT-VEGETATION à basse résolution spatiale mais haute répétitivité temporelle couvrant la période 1998 à 2005. Dans une phase de préparation des données nous avons extrait la fenêtre Tensift et ensuite sélectionné les images complètes, sans nuages et acquises avec des angles de visées quasi verticales. Après, nous avons calculé la surface neigeuse globale, par tranche d'altitude, par bassin versant et selon l'exposition des versants en utilisant une équation exponentielle reliant un indice de neige modifié (MSI) au surface neigeuse. Cette équation est obtenue lors d'un travail antérieur à la base d'une combinaison des images hautes résolution (LANDSAT-TM) avec des images basses résolution (SPOT-VGT). Les résultats obtenus montrent une grande variabilité spatiale et temporelle de la couverture neigeuse. Dans un objectif de validation des résultats obtenus, une comparaison entre les profiles des surfaces calculées avec les précipitations liquides et les épaisseurs de neige mesurés à la station d'Oukaimden a été faite, elle montre une cohérence globale.

Mots-clés : SPOT-VEGETATION, MSI, dynamique neigeuse, Haut Atlas de Marrakech.

Dynamics of snow in Moroccan High Atlas is poorly investigated despite the fact that snow may represent an important source of water for downstream populations especially in the spring and early of summer. Data acquired by space-borne optical sensor (reflectances and derived snow index) may suitable for special and temporal monitoring of snow cover. The objective of this study is to calculate the snow cover area and to follow its space-time evolution using a series of images SPOTVEGETATION (low spatial resolution and high temporal repetitively) covering the period 1998 to 2005. In a phase of preparation of the data we extracted the Tensift zone and then selected the complete images, without clouds and acquired with a quasi vertical viewing angle. After that the snow covered area is calculated using an exponential equation between modified snow index (MSI) and snow surfaces in High Atlas of Marrakech, by altitudes, watersheds and orientations of sides. The results obtained show that snow covered area characterize by a large variability spatial and temporal. The comparison of snow surface profiles with precipitations and snow thickness measured in Oukaimden weather station shows a global consistency.

III.2.3 Variation de la surface enneigée en fonction de l'exposition des versants 48

III.3 Comparaison des surfaces neigeuses calculées et l'épaisseurs mesurées in situ 50

Figure I-2: Présentation des sous bassins Atlasiques du bassin versant du Tensift. La ligne de partage climatique est en pointillés. 7
Figure I-3 : Histogrammes de variation des précipitations au niveau des stations Tafriat et Aghbalou sur la

Figure I-4 : Variation des précipitation an fonction d'altitude dans le bassin versant du Tensift 8

Figure I-5: Variation spatiale des précipitations annuelles dans le bassin du Tensift (période 1971 -2002) 9

Figure I-9: Signatures spectrales typiques et bandes spectrales retenues pour VEGETATION 14

Figure I-11: Variation de la taille d'un pixel en fonction de l'angle de visé 15

Figure I-12: Réflectance de la neige (grains de rayon 200 microns) en fonction de l'angle d'illumination 16

Figure I-13 : Illustration des zones couvertes par VEGETATION après 3 orbites. 17
Figure I-14: Réflectance d'une neige pure en fonction de la longueur d'onde et selon le rayon des flocons de neige

Figure II-6: Variation de l'angle zénithal au dessus de Marrakech en fonction du temps, le seuil choisi est présenté par un trait en pointés. 27 Figure II-7: Variation des réflectances de la bande bleu au niveau du piémont Atlasique au cours de la période 01- 10-2002 à 23-12-2002. 28 Figure II-8: Comparaison de la surface neigeuse calculée par l'équation linéaire et exponentielle au niveau du

Figure II-10: a) image VGT du 14/12/2003, b) surface neigeuse calculée non corrigée, c) variation de la surface

calculé au niveau de ligne 71, d) variation de la surface calculée au niveau du colonne 155 31

Figure II-11: variation du pourcentage de neige non corrigé en fonction d'altitude et par date. 32

Figure II-12 : variation de la surface neigeuse bruitée en fonction de VZA 32

Figure II-13 : variation de la surface neigeuse bruitée en fonction de SZA 33

Figure II-14 : variation de la surface neigeuse bruitée en fonction de WVG 34

Figure II-15: comparaison entre les surfaces neigeuses extraites avec l'application de 5 et 3 seuils radiométriques,

Figure II-16: Comparaison des surfaces calculées avec l'application de 3 et 5 seuils radiom étriques 35

Figure II-17: Méthode de dégradation de l'MNT Haute résolution à un MNT basse résolution 36

Figure II-18: a)image VEGETATION du 21/03/2004 b) surface neigeuse corrigée. 37

Figure II-19 : Méthode de calcul de surface neigeuse sur un sous bassin versant (exemple du sous bassin de N'fis).

Figure II-20 : Comparaison des résultats de notre étude avec les résultats de Chaponnière 2005. 39

Figure III-1 : Variation annuelle de la surface neigeuse sur tout le Haut Atlas de Marrakech 42

Figure III-2 : Précipitations journalières en mm dans la station d 'Oukaimden et les surfaces calculées en Km² dans le Haut Atlas de Marrakech entre septembre 1998 et juin 1999. 43
Figure III-3 : Précipitations journalières en mm dans la station d 'Oukaimden et les surfaces calculées en Km²

Figure III-4 : Variation annuelle de la surface neigeuse au niveau des bassins versant atlasique 45

Figure III-5 : Variation de la surface neigeuse selon les tranches d'altitudes sur la Haut Atlas de Marrakech, saison 2000-2001. 46
Figure III-6 : Variation de la surface neigeuse selon les tranches d'altitudes sur le Haut Atlas de Marrakech,

Figure III-7 : Variation de la surface neigeuse sur les cinq sous bassins atlasique, saison 1998-1999. 48

Figure III-8 : Variation de la surface neigeuse sur les cinq sous bassins atlasique, saison 2004-2005. 48

Figure III-9 : Variation de la surface neigeuse sur le Haut Atlas de Marrakech en fonction d'exposition des versants, saison 2002-2003 49
Figure III-10 : Variation de la surface neigeuse sur le Haut Atlas de Marrakech en fonction d'exposition des

Figure III-11 : comparaison des surfaces calculées au niveau du Haut Atlas et les épaisseurs de neiges mesurées à la station d 'Oukaimden, saison 2004-2005 50

Tableau I-1: Caractéristiques physiques des bassin versants Haut Atlasique 10

SZA Solar Zenith Angle VAA Viewing Azimut Angle VZA Viewing Zenith Angl WVG Water Vapor Grid

INTRODUCTION GENERALE

Les milieux arides et semi-arides en général occupent sur tous les continents une part importante des terres émergées. Ils sont notamment caractérisés par la très grande hétérogénéité spatiale et temporelle de la présence de l'eau tant pour ce qui est des précipitations et des écoulements de surface que, dans une moindre mesure, pour les eaux souterraines. Au cours des dernières décennies, ces régions, naturellement fragiles, ont subi à la fois des fluctuations climatiques importantes et une emprise accentuée de l'homme à la recherche de nouvelles terres cultivables. Leur comportement hydrologique naturel a ainsi été souvent profondément bouleversé du fait de la variabilité climatique et de la pression anthropique. Ces deux aspects constituent ainsi des champs d'investigation privilégiés pour la recherche environnementale dans ces régions.

Les montagnes des milieux semi-arides sont les zones ressources de ces régions et pourtant elles sont mal connues. Il est nécessaire de développer notre compréhension et nos capacités de simulations de ces zones pour répondre au double défi que s'est lancé la communauté internationale en 2000 lors de la déclaration millénaire de l'ONU à savoir la « réduction de moitié, d'ici 2015, de la proportion des personnes qui n'ont pas accès à l'eau potable ou qui n'ont pas les moyens de s'en procurer » et la fin de « l'exploitation irrationnelle des ressources en eau, en formulant des stratégies de gestion de l'eau au niveaux régional, national et local permettant notamment d'assurer aussi bien un accès équitable qu'un approvisionnement adéquat ».

Grâce aux barrières orographiques naturelles qu'elles constituent face aux masses d'air, les zones montagneuses recueillent 80% de l'eau douce de surface de la planète, alors qu'elles ne représentent que 20% de la surface terrestre. Depuis le début du siècle dernier les montagnes sont soumises à une pression démographique sans cesse grandissante. Elles abritent aujourd'hui plus d'un dixième de la population mondiale (dans certaines régions montagneuses d'Asie une densité de population de plus de 400 habitants au km² est observée) : agriculture, foresterie, élevage sont la cause d'une dégradation accélérée de l'environnement dans ces zones.

Le sud du Maroc est une zone où l'eau est rare. L'alimentation des périmètres irrigués situés autour de la ville de Marrakech et de la ville elle-même se fait grâce à 2 barrages situés dans l'Atlas ainsi que par l'eau des rivières de l'Atlas. Tandis que l'accroissement démographique très fort de la ville nécessite toujours plus d'eau (non seulement pour l'alimentation en eau mais aussi pour les périmètres irrigués qui- face à ce marché qui grandit- s'étendent), les ressources

en eau vont en diminuant sous l'effet des changements environnementaux. C'est donc vers une optimisation de la gestion de l'eau qu'il faut tendre.

Notre travail est effectué au sein du Centre de Recherche sur l'Eau en Milieux Arides et Semi arides (CREMAS) à la Faculté des Sciences et Techniques de Marrakech (FSTG). Il s'intègre dans le cadre du programme de recherche SUDMED (projet de coopération entre :l'institut de recherche pour le développement (IRD), Université Cadi Ayyad et les services d'Etat marocain responsables de l'agriculture (ORMVAH), de l'hydraulique (ABHT) et des forêts (DREF). Ce projet vise à développer des méthodologies d'intégration des informations de terrain et des mesures satellites dans les modèles de processus hydro écologiques afin de documenter, comprendre et prévoir l'évolution d'une région semi-aride hétérogène en vue d'une gestion durable.

Dans le bassin de Tensift l'hydrologie est surtout développée en montagne alors que l'on s'intéresse davantage à l'utilisation de l'eau en plaine. Dans ce contexte, une meilleure caractérisation des ressources en eau disponibles en amont est nécessaire. L'intégration du module neige dans les modèles hydrologiques est une importance pour une bonne gestion des ressources en eau. Evaluer la surface enneigée par la télédétection à un pas de temps court est une première étape pour estimer les quantités d'eau disponibles lors de la fonte.

L'objectif de ce travail est de calculer la surface neigeuse dans le Haut Atlas de Marrakech à l'aide des images SPOT-VEGETATION à basse résolution spatiale mais haute répétitivité temporelle couvrant la période du 1998 à 2005 et de suivre son évolution spatio-temporel. Cette surface est calculée en appliquant un algorithme reliant le pourcentage d'enneigement (deduit à partir des images hautes résolution LANDSAT-TM) au indice de neige (déduit des images basses résolution : SPOT-VGT). Après nous avons étudié la variation de la surface neigeuse, par bassin versant, par tranche d'altitude et par exposition le long de la période sus indiquée.

I.1 Problématique de l'étude

La neige est considérée parmi les principales sources d'eau de la plaine du bassin de Tensift pour le remplissage des barrages, la recharge des nappes et l'alimentation des canaux traditionnels, et en tenant compte de l'augmentation des besoins en eau du fait du développement de la population de l'agriculture et du tourisme, il est important de quantifier le stock de neige existant et de prévoir les volumes d'eau qui seront disponibles lors de la fonte. Cela permet de mieux connaître la quantité d'eau disponible et de planifier plus efficacement son utilisation.

Les précipitations dans la région de Tensift se caractérisent par une large variabilité spatio- temporelle (Figure I.5) ainsi que la dynamique de la couverture neigeuse dans les montagnes de ces régions change rapidement, la neige peut tomber puis fondre en espace d'une semaine.

Dans ce contexte, il faut un suivi régulier au cours de la saison, à un pas de temps suffisamment fin pour suivre l'enneigement et la fonte : 5 à 10 jours. Seuls les satellites basse résolution offrent une répétitivité suffisante pour disposer de données à cette fréquence. Dans ce but nous avons ici utilisé une série d'images SPOT VEGETATION journalières acquises entre 1998 et 2005.

I.2 Contexte de l'étude

I.2.1 Présentation de la zone d'étude

La zone qui nous intéresse dans cette étude c'est le Haut Atlas de Marrakech. C'est une barrière montagneuse de 40 à 80 Km de largeur, limité à l'Ouest par Jbel Toubkal (4167 mètres) et il s'étend jusqu'à l'Est de vallée du R'Dat. Il fait partie du bassin versant de Tensift. C'est un bassin au relief très contrasté (altitudes entre 0 et 4167m). Il est limité au Sud par la ligne de crête du Haut Atlas, au Nord par le massif des Jbilet, à l'Est par la ligne de partage des eaux, peu marquée, séparant le bassin du Tensift de celui de la Tessaout et à l'Ouest par l'océan Atlantique où se situe son exutoire (Figure I.1).

L'oued Tensift traverse le bassin d'Est en Ouest. Il est alimenté de façon quasi exclusive par ses affluents rive gauche qui drainent les flancs Nord de l'Atlas. Rive droite, aucun cours d'eau pérenne n'existe, seuls des cours d'eau résultant d'événements pluvieux violents contribuent épisodiquement à l'alimentation de l'oued. Il en résulte un bassin versant très dissymétrique

dont la rive droite ne joue qu'un rôle hydrologique secondaire. La partie sud du bassin, composée d'une succession de sous bassins montagneux orientés Sud Nord (Figure I.2), représente le véritable château d'eau de la zone avec une hydrologie de surface très active. Entre les Jbilet et l'Atlas, la plaine ne constitue pour l'hydrologie de surface qu'une zone de stockage, transit et de consommation de l'eau, l'hydrologie active ayant lieu en profondeur dans les nappes souterraines. Dans la plaine, des systèmes traditionnels (séguias et khettaras) et un « canal de dérivation » assurent la distribution de l'eau. Le canal de dérivation achemine les eaux des barrages Moulay Youssef et Sidi Idriss (situés à l'extérieur du bassin du Tensift, à l'est). Il parcourt le bassin d'est en ouest, jusqu'au sous-bassin du N'Fis.

Figure I-2: Présentation des sous bassins Atlasiques du bassin versant du Tensift. La ligne de partage

I.2.2 Climatologie

L'étude des précipitations est basée sur l'exploitation des données pluviométriques enregistrées durant la période 1972 - 2002. Cette étude vise à définir la variabilité spatiale et temporelle des précipitations.

Les pluies mensuelles sont caractérisées par un régime pluviométrique très variable d'une année à l'autre. L'analyse des histogrammes relatifs aux répartitions des précipitations moyenne mensuelles sur 30 ans pour les stations représentées dans la figure.I.3, permet de constater que les précipitations sont groupées pendant la saison du mois de septembre au mois de mai avec deux maxima en novembre - décembre et en mars - avril. Quant aux valeurs minimales, elles sont obtenues généralement au cours des mois de juin, juillet et août. Les figure I.4 et I.5 montrent que les hautes altitudes reçoivent plus de précipitation que celles des basses altitudes (plaine), d'où l'importance de la chaîne Atlasique dans cette région de point de vue climatique.

Figure I-3 : Histogrammes de variation des précipitations au niveau des stations Tafriat et Aghbalou sur

Figure I-4 : Variation des précipitation an fonction d'altitude dans le bassin versant du Tensift

Le bassin du Tensift présente deux variantes du régime pluviométrique océanique situées de part et d'autre d'une ligne de partage globalement Nord Sud (ligne en pointillés Figure I.2). Le mois le plus pluvieux des postes situés à l'Ouest de cette ligne est le mois de novembre. Une deuxième saison de précipitations, moins marquée, a lieu en mars ou avril. Pour les postes situés à l'Est de la ligne de partage, l'importance relative des deux saisons de pluies est inversée. La première saison des pluies (novembre / décembre) est peu marquée alors que la deuxième (entre février et avril) présente les pluviométries les plus élevées de l'année. Pour l'ensemble des stations situées de part et d'autre de cette ligne de partage, le mois de janvier est relativement sec et le mois de juillet est le plus sec (ORSTOM, 1976).

Le climat de la plaine peut être qualifié d'aride. Une pluviométrie moyenne annuelle de 250 mm est estimée. Sur l'oued Tensift, dans la partie Ouest du bassin, une évaporation totale annuelle moyenne de 2640 mm a été mesurée par bac COLORADO et de 1290 mm par mesure PICHE entre 1981 et 2001 (Chaponnière, 2005).

Ces caractéristiques climatiques limitent les possibilités d'amélioration et de diversification de la production agricole et démontrent l'importance d'une gestion rationnelle des eaux de la région. Celle-ci suppose une connaissance fine des ressources en eaux disponibles sur le bassin.

Figure I-5: Variation spatiale des précipitations annuelles dans le bassin du Tensift (période 1971-2002)

I.2.3 Caractéristiques physiques des sous bassins versant atlasique

Le tableau I.1 décrit les Caractéristiques physiques des cinq bassins versants, qu'on peut les regrouper en deux ensembles:

- Les bassins versants des oueds N'Fis, Rhéraya et Ourika avec des altitudes moyenne au dessus de 2150 m et des pentes importantes (pente moyenne de l'ordre de 20 %) laissant présager une fortes érosion et un relief très accentué. Les précipitations devraient être solide sur les hauteurs impliquant un écoulement plus important lors de la fonte des neiges.

- Les bassins versants des oueds Zat et R'Dat sont plus bas en altitudes (altitude moyenne autour de 1500 m avec des minima en dessous des 1000 m) et ont des pentes moyennes moins importantes (de l'ordre de 14-15 %). Le régime des précipitations devrait être moins perturbé par la fonte des neiges que les bassins versants précédents.

La différence entre ces bassins se fait donc, essentiellement, au niveau des reliefs et des pentes. Les bassins versants les plus hauts en altitude devraient délivrer plus d'eau à l'exutoire que les deux plus bas.

Bassin versant	Surface en (Km²)		Périmètre (Km)		Altitude moyenne (m)	Altitude max (m)		Longueur du talweg principale (Km)
*N'Fis*	*848*		*172.5*		*2200*	*4088*		58
*Rheraya*	*225*		78		*2154*	*4167*		32
*Ourika*	*503*		*104*		*2550*	*4001*		*45.5*
*Zat*	*516*		*135*		*1960*	*3847*		55
*R'Dat*	*269*		*130*		*1700*	*3476*		50
Bassin versant	Longueur totale des cours d'eau (km)		Pente moyenne (%)		Altitudes importantes (m)	Temps de concentration		Indice de compacité
*N'Fis*		*2887*		*19.3*	*1500-3000*		*9h 10min*		*1.67*
*Rheraya*		*865*		*19.1*	*>2500*		*4h 11min*		*1.46*
*Ourika*		*1550*		*19.9*	*1500-3500*		*5 h20 min*		*1.3*
*Zat*		*1663*		*15.5*	*1500-2500*		*6 h 44 min*		*1.66*
*R 'Dat*		*1374*		*13.8*	*<2500*		7h		*1.54*

Tableau I-1: Caractéristiques physiques des bassin versants Haut Atlasique (JUILLERAT, 2004)

I.3 Contexte physique et technique I.3.1 Notions de Télédétection

Nous allons tenter ici de récapituler quelques notions de télédétection utiles pour la compréhension de la suite du rapport.

I.3.1.1 Définition de la télédétection spatiale

Il existe de nombreuses définitions, voici une qui est extraite du site Internet du Centre Canadien de Télédétection (CCRS):

«La télédétection est la technique qui, par l'acquisition d'images, permet d'obtenir de l'information sur la surface de la Terre sans contact direct avec celle-ci. La télédétection englobe tout le processus qui consiste à capter et à enregistrer l'énergie d'un rayonnement électromagnétique émis ou réfléchi, à traiter et à analyser l'information, pour ensuite mettre en application cette information.»

Le processus de télédétection peut être divisé en sept étapes que nous allons décrire succinctement et qui sont illustrées par le schéma ci-après.

F . Interprétation et analyse. Une interprétation visuelle et/ou numérique de l'image traitée est ensuite nécessaire pour extraire l'information que l'on désire obtenir sur la cible.

G. Application: La dernière étape du processus consiste à utiliser l'information extraite de l'image pour mieux comprendre la cible, pour nous en faire découvrir de nouveaux aspects ou pour aider à résoudre un problème particulier.

L'objet du stage se situe au niveau des étapes d'interprétation, d'analyse et d'application.

I.3.1.2 Orbitographie

L'orbite d'un satellite est choisie en fonction de la capacité des capteurs qu'il transporte et des objectifs de sa mission. Le choix d'une orbite est déterminé par l'altitude (la hauteur du satellite au-dessus de la surface de la Terre), l'orientation et la rotation du satellite par rapport à la Terre.

Certaines plates-formes spatiales suivent une orbite allant pratiquement du Nord au Sud ou vice-versa (c'est le cas des satellites dont il est question par la suite). Cette configuration, combinée avec la rotation de la Terre (Ouest-Est). Ce type d'orbite est appelé orbite quasi polaire à cause de l'inclinaison de l'orbite par rapport à une ligne passant par les pôles Nord et Sud de la Terre (Figure I-7). La plupart des satellites sur orbite quasi polaires ont aussi une orbite héliosynchrone, de cette façon, ils observent toujours chaque région du globe à la même heure locale solaire. Pour une latitude donnée, la position du soleil dans le ciel au moment où le satellite survole une certaine région au cours d'une saison donnée sera donc toujours la même

Lorsqu'un satellite est en orbite autour de la Terre, le capteur "observe" une certaine partie de la surface. Cette surface porte le nom de couloir couvert ou fauchée (Figure I-8). Les capteurs sur plate-forme spatiale ont une fauchée dont la largeur varie généralement entre une dizaine et une centaine de kilomètres. Pour les satellites à orbite quasi polaire, le satellite se déplace selon une trajectoire Nord-Sud. Cependant, vue de la Terre, la trajectoire du satellite semble avoir une composante vers l'Ouest à cause de la rotation de la Terre. Ce mouvement apparent du satellite permet à la fauchée du capteur d'observer une nouvelle région à chacun des passages consécutifs du satellite. L'orbite du satellite et la rotation de la Terre travaillent donc de concert, permettant une couverture complète de la surface de la planète après un cycle orbital complet.

I.3.1.3 Interaction de la lumière avec la surface

Le rayonnement qui n'est pas absorbé ou diffusé dans l'atmosphère peut atteindre et interagir avec la surface de la Terre. Lorsque l'énergie atteint la cible, la surface peut absorber l'énergie, la transmettre ou réfléchir l'énergie incidente. L'énergie incidente totale interagira avec la surface selon l'un ou l'autre de ces trois modes d'interaction ou selon leur combinaison. La proportion de chaque interaction dépendra de la longueur d'onde de l'énergie, ainsi que de la nature et des conditions de la surface.

La figure I.9 représente, en fonction de la longueur d'onde, la réflectance la neige, sable, végétation et l'eau. La réflectance est la proportion du signal réfléchi par rapport au signal incident sur une surface donnée.

Les capteurs utilisés en télédétection spatiale intègrent le signal reçu sur un petit intervalle de longueur d'onde. Le signal reçu est directement lié aux propriétés radiométriques de la surface et aussi à la géométrie de l'acquisition et aux conditions atmosphériques.

Figure I-9: Signatures spectrales typiques et bandes spectrales retenues pour VEGETATION

I.3.1.4 Les indices

Les valeurs enregistrées par un satellite dans différentes bandes spectrales peuvent servir à calculer des indices combinant ces valeurs pour chaque point observé, sous forme de compte numériques ou de réflectance si ces mesures sont corrigées des effets directionnels et atmosphériques. Ils ont été développés pour dégager une information spécifique qui n'est forcément visible sur une image acquise à une longueur d'onde unique.

Il existe une multitude d'indices, dans cette étude on ne s'intéresse qu'un Indice de neige (SI), qui utilise les réflectances des canaux du visible bleu et rouge auxquels on soustrait la réflectance dans le MIR.

Avec B0, B2 et MIR sont respectivement les réflectances dans le bleu, le rouge et le MIR. I.3.1.5 Les effets perturbateurs

L'angle solaire et l'angle de visée (Figure I.10) ont un impact important sur la réflectance et la qualité radiométrique des pixels. En effet, ces angles conditionnent la réflectance directionnelle et l'épaisseur d'atmosphère traversée par les rayons lumineux provenant du soleil et réfléchis par la surface; plus ces deux angles sont faibles plus la qualité des mesures est grande.

L'angle de visée du capteur VEGETATION varie du 0 à 55°, autres que les impactes sur la qualité radiometrique, cette variation cause aussi des changements dans la géométrie de l'image (Figure I.11).

Figure I-11: Variation de la taille d'un pixel en fonction de l'angle de visé

La réflectance de la neige augmente avec l'angle d'illumination et spécialement pour des gros grains (Figure I.12).

Figure I-12: Réflectance de la neige (grains de rayon 200 microns) en fonction de l'angle d'illumination b- L'Atmosphère

Avant que le rayonnement utilisé pour la télédétection n'atteigne la surface de la Terre, celui- ci doit traverser une certaine épaisseur d'atmosphère.

Les particules et les gaz dans l'atmosphère peuvent dévier ou bloquer le rayonnement incident. Ces effets sont causés par les mécanismes de diffusion et d'absorption. La diffusion se produit lors de l'interaction entre le rayonnement incident et les particules ou les grosses molécules de gaz présentes dans l'atmosphère. Les particules dévient le rayonnement de sa trajectoire initiale. Le niveau de diffusion dépend de plusieurs facteurs comme la longueur d'onde, la densité de particules et de molécules, et l'épaisseur de l'atmosphère que le rayonnement doit franchir.

Les mécanismes qui affectent le signal satellitaire sont bien connus et des modèles de correction ont été mis au point. La principale limitation actuelle vient du fait qu'il est encore difficile de disposer des caractéristiques de l'atmosphère au moment du passage du satellite.

Dans notre cas, les nuages ayant une grande influence sur la détection de la neige du fait de la ressemblance de leurs signatures spectrale dans le domaine du visible et le proche infrarouge alors qu'ils se distinguent dans le MIR où la neige est moins réfléchissant que les nuages.

Le relief peut modifier considérablement les réponses spectrales par des effets d'ombre.

I.4 Le système et les produits VEGETATION

Le programme VEGETATION, lancé sur l'initiative du CNES, a été développé conjointement par la France, la commission européenne, la Belgique, l'Italie et la Suède. Il inclut l'instrument lui-même, le segment sol (gestion de l'instrument, réception et traitement des données).

Le premier instrument VEGETATION 1 a été placé sur le satellite SPOT 4 lors de son lancement en mars 1998. Il complète les instruments classiques HRVIR (Haute Résolution dans le Visible et l'Infrarouge). VEGETATION 2 a été placé sur le satellite SPOT 5 lancé en mai 2002. Les données sont collectées par la station de Kiruna en Suède puis sont traitées et archivées au Centre de Traitement des Images Végétation (CTIV) en Belgique.

I.4.1 Caractéristiques techniques de VEGETATION

VEGETATION utilise des barrettes de détecteurs semblables à celles de SPOT HRVIR. Le champ d'ouverture est particulièrement large : 50,5° de part et d'autre, ce qui correspond à une largeur de bande au sol (fauchée) de 2200km. La taille du pixel au nadir est 1,15 x 1,15km. Par ailleurs, les satellites SPOT 4 et 5 suivent une orbite héliosynchrone inclinée de 98,72 degrés par rapport à l'équateur à une hauteur d'environ 830 km. Sa durée de révolution est de 101 minutes.

Toutes ces caractéristiques techniques et orbitographiques font que l'instrument VEGETATION voit 90% de l'équateur chaque jour (les 10% restant étant vus le lendemain). Pour les latitudes supérieures à 35° (Nord et sud) le capteur couvre la totalité du sol au moins une fois par jour. (Figure I-13)

Figure I-13 : Illustration des zones couvertes par VEGETATION après 3 orbites.

L'instrument VEGETATION comprend un système imageur dans quatre bandes spectrales (tableau I-2) qui constituent le set minimal le mieux adapté pour l'étude du couvert végétal (absorption de la chlorophylle, teneur en eau et corrections atmosphériques).

I.4.2 Les produits VEGETATION

Les données collectées par l'instrument VEGETATION subissent des prétraitements avant d'être livrées sous plusieurs formes.

Les produits P (P=Physical) : ce sont les images les plus brutes que l'on puisse se procurer. Elles sont simplement corrigées des erreurs dues au matériel : Calibrage des caméras et erreur d'enregistrement.

Les comptes numériques des pixels représentent la réflectance apparente du sol au sommet de l'atmosphère.

Les produits S (S= Synthesis) : Les images S sont obtenues en faisant une synthèse de plusieurs images de la même zone acquises à des dates différentes. C'est une synthèse MVC (Maximum Value Composite), c'est à dire que pour chaque pixel de l'image finale on sélectionne la radiométrie sur l'image présentant un indice NDVI (indice de végétation normalisé) le plus fort en ce pixel. Une image S est une « mosaïque temporelle » où la radiométrie d'un pixel et de son voisin peuvent avoir été acquises à des dates différentes. Le fait d'appliquer cette méthode du MVC permet de réduire les effets des nuages. Par ailleurs, les images sont ici corrigées des effets atmosphériques, le compte numérique de chaque pixel représente donc en théorie la réflectance au sol. Il existe en fait deux produits S :

- Produit S1 : ce sont des synthèses journalières, incomplètes en dessous de 35° de latitude.

- Produits S10 : ce sont des synthèses effectuées sur dix jours, du 1er au 10, du 11 au 20 et du 21 à la fin du mois. Ces produits sont livrables avec trois résolutions spatiales différentes: S10 ? 1 x 1 km² ; S10.4 ? 4 x 4 km² ; S10.8 ? 8 x 8 km².

Les produits D10: Ce sont également des produits de synthèse décadaire, mais ici le compte numérique d'un pixel est obtenu en faisant la moyenne des radiométries de ce pixel sur les images sans nuages avec une correction atmosphérique améliorée à partir de seuils dans le B0 et le NDVI (Duchemin et al, Maisongrande et al, 2002). C'est une synthèse que l'on appelle synthèse BDC (BiDirectional Composite) car la radiométrie des pixels est normalisée par une fonction de réflectance bidirectionnelle. Ces produits sont eux aussi livrables avec trois résolutions spatiales différentes : D10?_?1 x 1 km² ; D10.4 ? 4 x 4 km² ; D10.8? 8 x 8 km².

Toutes les données du capteur VEGETATION sont disponibles gratuitement sur le site Internet du VITO ( http://www.vgt.vito.be/).

I.5 Caractéristiques optiques de la neige

D'une manière générale la neige présente une réflectance élevée dans le visible et le PIR alors que cette réflectance est faible dans le MIR (Figures I-8 et I-14)

La figure I.14 montre la réflectance spectrale de neige pure profonde dans les longueurs d'onde du visible et du proche infrarouge pour des flocons de neige de rayons 50-1000 micromètres. La réflectance est sensible à la taille du grain et cette sensibilité est maximale entre 1.0 et 1.3 micromètres.

Dans le domaine du visible, la réflectance est insensible à la taille du grain mais elle est influencée par deux variables : la profondeur et la présence d'impuretés. La transmission de la lumière visible à travers la neige augmente avec la taille du grain.

Figure I-14: Réflectance d'une neige pure en fonction de la longueur d'onde et selon le rayon des flocons

La présence d'eau liquide dans la neige n'affecte pas beaucoup la reflectance. En dehors de l'eau de fonte dans des étangs situés dans des dépressions, où la neige fondante recouvre un substrat imperméable, le contenu en eau liquide d'une neige dépasse rarement 5 à 6%. Cette petite quantité d'eau n'affecte pas significativement les propriétés de transfert radiatif à part éventuellement dans les domaines de longueurs d'ondes où les coefficients d'absorption de l'eau liquide et de la glace sont significativement différents. Au lieu de cela, les variations de reflectance ayant lieu dans la neige fondante résulte pour une grande part de l'augmentation de la taille des cristaux et d'une augmentation effective de taille due au passage deux à quatre grains qui se produit dans la neige humide non saturée. Ceux-ci se comportent optiquement à priori comme des grains seuls provocants une diminution de la réfléctance dans le domaine du proche infrarouge.

Cette partie expose les données disponibles et le matériel utilisé dans cette étude. On verra aussi les différents traitements effectués sur les données brutes avant leurs utilisations lors de l'estimation de la couverture neigeuse et dans un dernier paragraphe on sort avec la stratégie adoptée pour le calcul de la surface neigeuse et quelques exemples de surface neigeuse obtenues.

II.1 Données disponibles

On dispose pour cette étude d'une série d'images SPOT-VEGETATION journalières couvrant la période du premier septembre 1998 jusqu'au fin mai 2005.on a une quarantaine d'image par saison sur la période du 1998 au 2002 et de 50 DVD (moyenne de 40 images par DVD) pour la période 2002-2005.

Chaque fichier image compressé (.zip) (Figure II.1) contient les données images (réflectances) dans les quatre bandes spectrales (B0, B2, B3 et MIR) en format HDF (Hierarchical Data Format) et des fichiers annexes utiles à l'analyse des images tels que les grilles d'angle de visée (VZA et VAA), d'angles solaires (SZA et SAA) et de vapeur d'eau (WVG),

Un document «_log. txt » est joint, il énumère les caractéristiques des images :

- projection : la projection utilisée dans le cas des images SPOT-VEGETATION est plate carrée. C'est la raison pour laquelle nous avons des images large vers le Nord et restreinte vers le Sud) (Figure II.2) ;

- paramètres de projection : comme l'unité de projection : c'est le degré dans notre cas, la

- coordonnées cartographiques et géographiques des coins de l'image : par exemple les

latitudes et les longitudes géographiques hautes gauche et hautes droites, basses gauche et basses droites, le nombre de colonnes et de lignes de l'image etc.

Un MNT du bassin versant du Tensift de 3 seconds de résolution est disponible. Il est utilisé pour corriger l'effet de pentes lors de calcul de la surface neigeuse réelle, et calculer la surface par tranche d'altitude et par exposition.

II.2 Logiciels utilisés

Toutes les étapes suivies durant cette étude ont été programmées sous Matlab, commençant par la préparation des données (l'extraction des fenêtres Maroc et Tensift et la sélection des images, ainsi que des calculs statistiques sur les images extraites), jusqu'au calcul de la surface neigeuse sur le Haut Atlas de Marrakech, par altitude, par bassin et par exposition des versants.

Le logiciel ENVI (Environment for Vizualizing Images), a également été utilisé, surtout dans la visualisation des images pour la détection des masses nuageuses, et aussi l'extraction des limites des cinq sous bassins Atlasique. Ainsi que le réechantillonnage du MNT et le calcul de la carte des pentes et d'orientations

ENVI est un logiciel de traitement d'image développé par la société RSI (Research Systems). C'est un logiciel qui permet de lire, de visualiser et d'analyser des images numériques et en particulier issues de la télédétection. ENVI supporte un grand nombre de formats de fichier de toutes tailles, mais possède également son format propre. Le format utilisé par ENVI est un format raster brut associé à un fichier entête ASCII (texte). Le fichier entête (header) contient toutes les informations utiles au logiciel pour lire le fichier: dimension de l'image, résolution, projection cartographique, ...

L'analyse statistique et la présentation graphique des résultats obtenus ont été réalisées à l'aide du logiciel Excel.

II.3 Méthodologie

La méthodologie suivie dans ce travail consiste à calculer la surface neigeuse à partir d'une relation reliant un indice de neige (SI) avec la surface neigeuse et ensuite d'appliquer cette relation à une série d'images SPOT-VEGETATION afin de suivre la dynamique de la couverture neigeuse dans le Haut Atlas de Marrakech.

Les différentes étapes que nous avons suivies dans cette étude seront détaillées dans les paragraphes qui suivent.

II.3.1 Préparation et traitements des données II.3.1.1 Extraction des fenêtres Maroc et Tensift

Les images de la Période 1998-2002 sont disponibles dans la base de données SudMed et elles sont déjà préparées lors des études antérieures. Alors que les images de la période 2002- 2005 sont brutes. Dans cette section on va décrire les procédures de préparation des données. Toutes les étapes de préparation des données ont été fait à l'aide d'un programme écrit sous Matlab structuré selon les étapes suivantes.

Du fait des caractéristiques orbitales du capteur VEGETATION (chapitre I), la série d'images brutes dont dispose n'ont pas les même limites géographique. En effet la fenêtre Maroc n'est pas disponible dans toutes les images, pour cela nous n'avons sélectionné que les images contenant la fenêtre Maroc en se basant sur les valeurs des coordonnées géographique de chaque image décrites dans le fichier «_log. txt ». Cette sélection est fait de tel façon que la latitude géographique haute soit supérieur ou égale à 36 degrés, la latitude basse soit inférieur ou égale 30 degrés, la longitude gauche soit inférieur à -10 degrés et la longitude droite soit supérieur à -2 degrés.

Après nous avons extrait la fenêtre Maroc qu'on ne va pas exploitée dans cette étude, par contre la fenêtre Tensift c'est celle qui nous intéresse dans cette étude. La figure II.2 représente un exemple d'extraction des deux fenêtres Maroc et Tensift.

Figure II-2: Exemple d'extraction sur image VEGATATION c- Renommer et sauvegarder les fichiers extraits

Les différents fichiers à l'intérieur du dossier compressé ont un nom du type « 000 1_nom.hdf » qui est le même quelle que soit la date d'acquisition de l'image (Figure II.1). Il est donc nécessaire de renommer les fichiers après l'extraction pour éviter les conflits. A la fin du programme on sauvegarde les images extraites sous format séquentielle (bsq) facilement utilisable sous ENVI ou autre logiciel de traitement d'images.

II.3.1.2 Sélection des images

Avant l'exploitation des données images nous avons procédé à la sélection des images non bruitées. A cet effet nous avons pris en compte les effets perturbateurs de la signature spectrale et de la géométrie d'image.

Parfois dans la série des images extraites on trouve des images totalement ou partiellement vides (Figure II-3 & Figure II-4), les zones noirâtres représentent les pixels sans information. Cela est dû au mouvement du capteur VEGETATION. Puisque nous sommes intéressé aux données images sur tout le Haut Atlas de Marrakech, nous avons dans une première étape

éliminée toutes les images incomplètes. Une analyse statistique de l'ensemble des images extraites montre qu'à chaque 26 jours on a six à sept images totalement vides et deux images partiellement vides, le nombre total des pixels des images est de 53480 (Figure II.5).

Figure II-5: Nombre d'images incomplètes en fonction des jours b- Sélection des visées quasi verticales

Nous avons vue que la variation de l'angle de visée perturbe la signature spectrale et que la qualité radiométrique augmente quant cet angle est faible, c'est-à-dire proche de la vertical. Avant le choix de la valeur maximale de l'angle de visée qu'il faut retenir nous avons calculé VZA au dessus de Marrakech sur toute la série d'images.

Une analyse de variation de VZA en fonction du temps (figure II.6) montre que l'angle zénithal au dessus de Marrakech varie d'une manière cyclique, à chaque 26 jour (période de révolution du satellite SPOT) on se retrouve exactement avec le même angle. A chaque 26 jours on ne dispose que trois images acquises avec un angle de visée inférieur au égal à 10°, ce qui est insuffisant dans notre étude. A cet effet nous avons choisi des images prises avec un angle de visée inférieur 23° et qui sont en nombre de huit images sur 26 jours.

50 40 30 20 10

1 10 17 23 32 39 46 53 60 69 75 82 89

Jours

Figure II-6: Variation de l'angle zénithal au dessus de Marrakech en fonction du temps, le seuil choisi est

Afin d'éliminer les images contenant des nuages nous avons suivi deux étapes :

Dans une première étape nous avons trié automatiquement l'ensemble des images contenant des grandes masses nuageuses en appliquant un masque au niveau du piémont Atlasique dans la bande bleu, bande où les nuages ayant une forte réflectance. Le masque est fait sur le piémont atlasique (altitudes inférieures à 1000 m) parce que dans cet endroit on est sûr qu'il n'y a pas de neige et les fortes valeurs de réflectance sont dues exclusivement à la présence des nuages.

Une analyse statistique sur les résultats du masque montre que les valeurs moyennes de la réflectance au niveau du piémont atlasique varient entre 15 et 82 %. Nous avons déterminé le seuil définissant les images sans nuages une moyenne inférieur à 20 %. (FigureII.7).

Le tri effectué est bien sûr assez grossier, seul les grandes formations nuageuses sont repérées et seulement celles qui couvrent la zone masquée.

Dans une deuxième étape de sélection des images sans nuages nous avons procédé à la visualisation des images sélectionnées lors de la première étape et celles acquises avec un angle de visée quasi vertical, et on a éliminé les images présentant des nuages supplémentaires en se basant sur la différence de signature spectrale dans le bleu et le MIR.

20021001 20021010 20021019 20021026 20021104 20021112 20021121 20021130 20021208 20021216 20021223

Figure II-7: Variation des réflectances de la bande bleu au niveau du piémont Atlasique au cours de la

Dans des travaux antérieurs, la surface neigeuse dans le Haut Atlas de Marrakech est calculée par la combinaison des images hautes résolution (Landsat-TM) avec des images basse résolution (SPOT-VGT). Des relation ont été misent en évidence entre l'indice de neige et la surface neigeuse. On distingue deux types de relation :

Avec SI un indice de neige (équation 3) calculé à partir images SPOT-VEGETATION Equation exponentielle : (Chaponnière et al. 2005)

Pourcentage = 100*[1-0.492132*EXP (-0.6901528 * ((MSI)/100) +1)))] ²⁰ (2)

MSI est un indice de neige modifié (équation 4), l'utilisation de tel indice a pour but d'éliminer l'effet de sol sur la signature spectrale. Une comparaison entre les deux équations montre que les surfaces calculées par les deux équations ont globalement la même tendance. L'équation linéaire sur estime la surface neigeuse par ce qu'elle ne prend pas en compte l'effet du sol (Figure II.8). Pour cela nous avons utilisé dans cette étude l'équation exponentielle.

Figure II-8:Comparaison de la surface neigeuse calculée par l'équation linéaire et exponentielle au

II.3.2.1 Calcul d'indice de neige

La discrimination de la neige des autres types de surface est basée sur le calcul d'un indice de neige (SI) qui utilise les canaux du visible bleu et rouge auquel on soustrait la réflectance dans le MIR (équation 3), il est spécifiquement proposé pour le capteur VEGETATION (Lissens et al. 2000), il se justifie par le fait que la neige réfléchi plus de rayonnement dans le visible que dans le MIR (Figure I.9), cet indice (SI) est comparé avec autres indices pour le Haut Atlas de Marrakech dans des travaux antérieurs (De Solan et al.2002, Hanich et al 2003), et il a donné des bons résultats. Nous avons décidés de garder cet indice dans cette étude.

Avec B0, B2 et MIR sont respectivement les réflectances dans le bleu, le rouge et le MIR.

La variabilité spatiale de la signature spectrale du sol a un impact sur l'indice de neige SI, pour prendre en considération cet influence du sol nous avons calculé un indice de neige modifié (MSI), il est définit pour chaque pixel par l'équation 4, avec SI0 est l'indice de neige du pixel avec une couverture neigeuse de 0% et _SI100 l'indice de neige du pixel totalement couvert par la neige 100%.

L'illustration de la figure II.9 explique la méthode utilisée pour déterminer SI0 de chaque pixel. On a utilisé sept images SPOT-VGT de différentes dates, sans neige, sans nuages et avec un angle de visée proche de la verticale. Chaque image est transformée à un indice de neige SI0, et ensuite nous avons calculé la moyenne des SI0. L'image moyenne de SI0 se caractérise par une valeur moyenne de -274, max = 94, min =-478 et un écart type = 98.96.

II.3.2.2 Transformation de l'indice de neige en surface

Après le calcul de l'indice de neige modifié nous avons déterminé pour chaque pixel le pourcentage de neige en se basant sur l'équation 3 calculée à partir d'une combinaison entre les données d'images haute résolution Landsat TM et basse résolution SPOT VGT au niveau du bassin versant de Rheraya (Haut Atlas de Marrakech).

En appliquant l'équation 2, on obtient des images de surfaces qui sont bruitées (figure II.10). C'est probablement l'influence du sol ou bien les effets directionnels que nous avons discutés dans le paragraphe I.3.

Les méthodes utilisées pour corriger ces bruits seront décrites dans le paragraphe ci dessous.

Figure II-10: a) image VGT du 14/12/2003, b) surface neigeuse calculée non corrigée, c) variation de la

surface calculé au niveau de ligne 71, d) variation de la surface calculée au niveau du colonne 155

II.3.2.3 Filtrage du bruit

Pour savoir les facteurs probables qui influencent sur les surfaces neigeuses calculées, nous avons analysé les surfaces bruitées obtenues selon l'altitude, l'angle de prise de vue VZA, l'angle solaire zénithal SZA et la vapeur d'eau atmosphérique WVG (paragraphe II.1).

Une analyse statistique des pourcentages de neiges obtenues sans correction (Figure II.11) montre qu'il y a une variation du pourcentage en fonction d'altitude et en fonction des dates. Dans les dates sans neige, le pourcentage de neige varie de 0% au niveau des basses altitudes et il s'élève à 20% dans les hautes altitudes, alors que pour les dates où il y a de la neige le pourcentage varie de 0 % dans les basses altitudes et atteint 100% dans les hautes altitudes

Figure II-11: variation du pourcentage de neige non corrigé en fonction d'altitude et par date.

Nous avons aussi étudié la variation de la surface bruitée sur un ensemble d'images sans neige et sans nuages en fonction de (VZA) (Figure II.12). D'une façon générale, on remarque que la variation de la surface neigeuse bruitée suive la variation de VZA de telle sorte que l'augmentation de VZA engendre une augmentation de la surface neigeuse et vice vers ça. La signature spectrale enregistrer par le capteur lorsqu'il est en vue vertical est moins importante que dans le cas inverse parce que l'angle de prise de vue conditionne la quantité des rayonnements reçus par le capteur.

La variation de (SZA) a également une influence sur la surface neigeuse. A l'inverse de VZA, Les faibles SZA ont plus d'effet sur la surface neigeuse, alors que les SZA élevés ont moins d'influence sur la surface calculée (Figure II.13)). Cette variation est expliquée du fait que l'épaisseur des couches d'atmosphère traversées par les rayonnements solaires diffère selon l'angle SZA, en effet la quantité de rayonnement qui atteint la surface terrestre est importante dans le cas des SZA faible et l'inverse pour les SZA élevés.

La figure II.14 représente une comparaison entre la variation de la surface neigeuse bruitée et la (WVG). On constate que la variation de la surface neigeuse bruitée est inversement proportionnelle à la variation de WVG. Plus la vapeur d'eau est importante dans l'atmosphère plus les rayonnements émis par le soleil ou réfléchis par les surfaces terrestre seront affectés par les phénomènes de diffusion et d'absorption.

Pour filtrer les bruits de la surface obtenue, nous avons procédé aux étapes suivantes :

Dans un premier temps, nous avons affecté à touts les pixels ayant une altitude inférieure à 1000 mètres la valeur 0 par ce qu'on sûr qu'à ce niveau d'altitude on n'a pas de neige.

Dans une deuxième étape nous avons appliqués des seuils radiométriques (Lissens et al. 2000) pour déterminer si un pixel est ou non enneigé. Lors de l'application des cinq seuils de Lissens le principal problème qu'on rencontre c'est l'élimination de quelques pixels neigeux.

Pour bien mettre en évidence tous les pixels contenant la neige nous avons appliqué chaque seuil appart et ensuite nous avons combinés les différents seuils. Une comparaison des les surfaces extraites dans les différents cas avec l'image VEGATATION nous montre qu'il y a une bonne discrimination de la surface neigeuse avec les trois seuils suivants (figure II.15.):

Où p est le code numérique des réflectances dans les différents canaux de l'instrument VEGETATION.

La figure II.16 représente une comparaison de la variation globale de la surface neigeuse au cours de la saison 2003/2004 sur le Haut Atlas de Marrakech entre les résultats obtenues avec l'application de 3 et 5 seuils. On constate que l'application des cinq seuils sous estime la surface neigeuse

Figure II-15: comparaison entre les surfaces neigeuses extraites avec l'application de 5 et 3 seuils

Figure II-16: Comparaison des surfaces calculées avec l'application de 3 et 5 seuils radiométriques

II.3.2.4 Correction de l'effet de pente

Les images satellites nous donnent une vue du ciel qui ne tient pas compte du relief et biaisent de ce fait la surface de neige réelle. Pour corriger cette sous-estimation nous avons utilisés la pente extraite du MNT à l'aide du logiciel ENVI.

Le MNT dont on dispose a une résolution de 3 seconds (80 mètres). Afin de bien superposé l'image de surface neigeuse calculée (résolution de 32.14 seconds) avec la carte des pentes, nous avons réechantillonné le MNT 3 second en un MNT 3.214 second sous ENVI et ensuite nous avons calculé un MNT 32.14 seconds sous Matlab de même taille et de même résolution que les images de surface (Figure II-17). La carte des pentes d'une résolution de 32.14 seconds est calculée sous ENVI à partir du MNT 32.14 seconds.

Figure II-17: Méthode de dégradation de l'MNT Haute résolution à un MNT basse résolution

La figure II.18 présente un exemple de surface neigeuse obtenue après l'application des seuils radiométriques en comparaison avec l'image VEGETATION brute (cas du 2 1/03/2004).

Figure II-18: a)image VEGETATION du 21/03/2004 b) surface neigeuse corrigée.

II.3.2.5 Généralisation du Calcul de la surface neigeuse

L'étape suivante consiste à appliquer la méthodologie décrite ci dessus à une série d'images SPOT-VGT journalières couvrant la période du 1998 jusqu'à 2005 et de calculer la surface neigeuse globale sur tout le Haut Atlas de Marrakech, par tranche d'altitude, par bassin versant et selon l'exposition des versants.

A partir de la surface neigeuse globale calculée sur tout le Haut Atlas de Marrakech, nous avons extrait la surface neigeuse au niveau de chaque tranche d'altitude à partir de 1000 mètres avec un pas de 400 mètres. Cela est fait en utilisant un MNT de même résolution et de même taille que les images des surfaces calculées (191 lignes et 280 colonnes). Chaque pixel de surface calculée se superpose donc à un pixel d'altitude (MNT). A l'aide d'un programme écrit sous Matlab, nous avons calculé la somme des surfaces neigeuses des pixels ayant les mêmes altitudes.

Ensuite on a calculé la surface enneigée sur les cinq sous bassins versant (N'fis, Ourika, Rheraya, Zat et R'dat). Dans un premier temps nous avons crée des régions d'intérêts (ROI) sous ENVI en utilisant les limites des cinq sous bassins versant. Ces limites sont en format vectoriel (.evf) et ont la même projection géographique que les images VEGETATION. Chaque ROI contient les coordonnées géographiques des pixels situant à l'intérieur de chaque sous bassin. En se basant sur ces coordonnée, nous avons appliqué pour chaque sous bassin versant un masque en affectant la valeur 1 aux pixels constituant le sous bassin versant et la valeur 0 aux pixels situant à l'extérieur. Le produit des pixels de l'image de surface avec ceux du masque permet d'éliminer les surfaces en dehors du sous bassin considéré, et on n'aura que la surface neigeuse du sous bassin versant qui nous intéresse (Figure II.19).

Figure II-19 : Méthode de calcul de surface neigeuse sur un sous bassin versant (exemple du sous bassin

La carte d'orientation est calculée sous ENVI à partir du MNT basse résolution (3.2 secondes) soit un pixel de l'image de surface neigeuse correspond à dix pixels de la carte des orientations. Sur chaque maille de (10* 10 pixels) de la carte des orientations on a pris deux valeurs, le max et le min. si la valeur maximale est supérieur à 315° et la valeur minimale est inférieur à 45°, le pixel est orienté Nord, et si la valeur maximale est inférieur à 225° et la valeur minimale est supérieur à 135°, le pixel est orienté Sud.

La figure II-20 montre une comparaison des résultats obtenus dans cette étude au niveau du bassin versant de Rheraya (saison 1998-1999) avec les résultats obtenus dans une étude antérieure (Chaponnière, 2005). Les deux profils ont la même tendance, mais on note une légère déférence dans les surfaces calculées. Cela est dû à la différence de la résolution de l'MNT utilisé dans les deux cas, 100m dans la première étude et 80m dans cette étude. La méthodologie de dégradation de l'MNT Haut résolution à un MNT basse résolution est aussi différente, dans la première étude la dégradation est faite sous ENVI alors que dans cette étude la dégradation est faite en deus étapes sous ENVI et sous Matlab (Paragraphe II.3.2).

Figure II-20 : Comparaison des résultats de notre étude avec les résultats de Chaponnière 2005.

Ce chapitre est consacré à l'analyse et la discussion des résultats obtenus concernant la variation de la surface neigeuse sur tout le Haut Atlas de Marrakech, par tranche d'altitude, en fonction des sous bassins versant et par exposition des versants. Dans l'objectif de validation de ces résultats, une comparaison des surfaces calculées avec les pluies et l'épaisseur de neige mesurée in situ à la station d'Oukaimden sera également abordée dans cette partie.

III.1 Variation da la surface neigeuse dans le temps III.1.1 Variation annuelle globale dans tout le Haut Atlas

La Figure III.1 représente des profiles de variation annuelle de la surface neigeuse sur tout le Haut Atlas de Marrakech. Les épisodes de chute de neige sont marqués par des pics des surfaces calculées. Cette figure permet de mettre en évidence la forte variabilité inter-annuelle des précipitations solides. On remarque que les dates de début et de fin de chute de neige diffèrent d'une saison à autre.

La chute de neige commence généralement aux mois d'octobre ou novembre et la fonte totale se fait aux mois d'avril ou mai, à l'exception de la saison 2000-2001 où la chute de la neige n'a commencée qu'à la fin du mois de décembre et elle a totalement fondu au mois de mars. Pour la saison 1998-1999 on a quatre épisodes de chute de neige (29 novembre à 7 décembre, 6 à 16 janvier, 20 à 26 janvier et 21 février à 3 mars) avec des amplitudes variables, la surface maximale est de 3900 km², elle est enregistrée à 16 janvier. La saison 1999-2000 a connue une seule période majeur de chute de neige (9 septembre à 11 octobre), la surface maximale est enregistrée le 11 octobre (1745 km²). En 2000-2001, on a trois événements neigeux (1 à 3 janvier, 10 à 14 janvier et 18 à 20 janvier) avec une surface maximale au 20 janvier (2512 km²) suivi par une diminution progressive jusqu'à la fonte totale au 1^er mars . Concernant la saison 2001-2002, on note la présence de quatre épisodes neigeux, un au début du mois de novembre qui représente une couverture neigeuse maximale (2518 km²), un au premier janvier mais avec un amplitude faible et deux à la fin de la saison (fin de février et fin mars). La saison 2002-2003 a connue cinq principaux événements neigeux (15 à 21 novembre, 10 à 21 décembre, 8 à 16 janvier, 18 à 21 février et le 29 mars) avec une surface maximale à 16 janvier (3168 km²). Pour la saison 2003-2004 on remarque qu'il y a trois épisodes neigeux (20 à 28 novembre, 14 février à 1 mars, 22 mars à 1 avril) avec une surface maximale enregistrée à la fin du mois de novembre (2564 km²). En 2004-2005 on note qu'il y a cinq périodes de chute de

la neige (15 novembre, 7 décembre, 18 à 28 décembre, 8 à 12 février et 1mars à 06 mars), le maximum est enregistré vers la fin du mois de décembre (4620 km²), à la différence des autres saison on note une épisode neigeuse au mois de mars marquée par une surface totale importante (4000 Km²). Selon ces interprétations, on conclus que les saisons 1998-1999 et 2004-2005 sont les plus neigeux, alors que les saisons 1999-2000 et 2000-2001 sont les moins neigeux.

Pour toutes les saisons les pics des surfaces neigeuses sont immédiatement suivis par une diminution brutale au début de la saison (exemple du 7 décembre 1998, 7 novembre 2001 et 15 novembre 2004) et progressive en hiver (exemple du 26 janvier 1999 et 28 décembre 2004). Au début de chaque saison les quantités de neiges tombées fondent rapidement sous l'effet de la température emmagasinée dans le sol et l'effet de la température de l'air.

Dans les figures III.2 et III.3, les profiles des surfaces neigeuses calculées sont comparées avec les pluies mesurées à la station d'Oukaimden localisée à 2760 m. Les variations des pluies et des surfaces neigeuses calculées des saisons 1998 à 2005 sont analysées dans cette étude. A titre d'exemple nous avons représenté ici que le cas des saisons 1998-1999 et 2004-2005 parce qu'on a des épisodes neigeux plus distincts. Pour la saison 1998-1999, on note l'absence de neige de septembre à décembre 1998 et d'avril à juillet 1999 alors que pour ces dates on a des précipitations liquides. Entre décembre 1998 et mars 1999, on remarque une bonne corrélation entre Les précipitions liquides et les surfaces neigeuses calculées. Chaque événement neigeux coïncide avec une période pluvieuse, exemple de la période du 1er au 11 décembre 1998, du 6 au 26 janvier 1999 et du 21 février 1er mars 1999. Alors que le pour la saison 2004-2005, Les cinq épisodes neigeux, du 10 au 15 novembre 2004, du 27 novembre au 5 décembre 2004, du 20 au fin décembre 2004, du 25 janvier au 10 février 2005 et du 22 février au 10 mars 2005, se superposent avec cinq épisodes pluvieux. On conclu qu'au cours de la période de chute de neige, chaque pics de la surface calculée correspond à une période pluvieuse, tandis que lors de la période de fonte il n'y a pas de corrélation entre la surface neigeuse et les précipitations.

Figure III-1 : Variation annuelle de la surface neigeuse sur tout le Haut Atlas de Marrakech


1998-1 999
40 35 30 25 20 15 10 5	Précipitation	4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
	Surface neigeuse






0 0 1- 27- 23- 18- 14- 9- 4- 2- 28- 23- 19- 14- sept. sept. oct. nov. déc. janv. févr. mars mars avr. mai juin

Figure III-2 : Précipitations journalières en mm dans la station d'Oukaimden et les surfaces calculées en
Km² dans le Haut Atlas de Marrakech entre septembre 1998 et juin 1999.


*2004-2005*
*250 200 150 100 50*	Précipitation Surface neigeuse	*5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500*




*0 0* *1-sept. 6-oct. 10-nov. 15-déc. 19-janv. 23-févr. 30-mars 4-mai 8-juin*

Figure III-3 : Précipitations journalières en mm dans la station d'Oukaimden et les surfaces calculées en
Km² dans le Haut Atlas de Marrakech entre septembre 2004 et juin 2005.

III.1.2 Variation annuelle au niveau des sous bassins versant

La figure III.4 représente les profiles des surfaces neigeuse calculées au niveau des cinq sous bassin versant de N'Fis, Ourika, Rheraya, Zat et R'Dat depuis septembre 1998 jusqu'à mai 2005. On remarque que la surface neigeuse sur chaque bassin versant varie de même façon que sur le Haut Atlas. Dans le bassin de N'Fis le pourcentage maximal enregistré est de 40 % en 2004-2005, la durée de présence de neige varie d'un mois (2000-2001) à quatre mois (2004- 2005). Dans le bassin de l'Ourika, le pourcentage le plus élevé de la couverture neigeuse est vers 80 % enregistré en 1998-1999 et 2004-2005, la période de présence de la neige dans ce bassin varie de trois mois (2000-2001) à cinq mois (1998-1999, 2003-2004 et 2004-2005). Concernant le bassin de Rheraya, le pourcentage maximal de la surface neigeuse est enregistré en 1998-1999 et 2000-2001 (vers 60 %), et la période de présence de la neige varie de 3 mois (2001-2002) et cinq mois en 1998-1999 ,2003-2004 et 2004-2005 . pour le bassin de Zat, le pourcentage maximal de la surface neigeuse est enregistré en 1998-1999 (vers 55%), et la période de présence de la neige varie de 2 mois (1999-2000) et quatre mois en 2004-2005 . Dans le bassin de R'Dat le pourcentage maximal enregistré est de 60 % en 1998-1999, la durée de présence de neige varie d'un mois (2000-2001) à quatre mois (2004-2005)

A partir de ces résultats, on conclu que les bassins versant d'Ourika et Rheraya reçoivent plus de neige que les autres bassins. Les deux saisons 1999-2000 et 2000-2001 sont les moins neigeuses, tandis que les saisons 1998-1999 et 2004-2005 sont les plus neigeuses.

01/11/1998 20/05/1999 06/12/1999 23/06/2000 09/01/2001 28/07/2001 13/02/2002 01/09/2002 20/03/2003 06/10/2003 23/04/2004 09/11/2004 28/05/2005

III.2 Variation spatiale de la surface neigeuse

III.2.1 Variation par tranche d'altitude dans le Haut Atlas de Marrakech

Dans cette section on va analyser la variation de la surface neigeuse par tranche d'altitude pour toutes les saisons. Nous présenterons ici l'exemple de la saison 2000-2001 qui présente un enneigement moins important (Figures III.2) et l'exemple de la saison 2004-2005 qui présente un enneigement important (FigureIII.3). On remarque que les altitudes d'enneigement les plus basses durant la saison sont souvent supérieures à 1400 mètres. Les altitudes qui reçoivent le plus de neige sont supérieures à 2600 mètres. Alors que les premières neiges tombent sur les altitudes supérieures à 3800 mètres et sur cette altitude persiste le couvert neigeux à la fin de chaque saison.


*90 80 70 60 50 40 30 20 10 0*		2000-2001
				1000- 1400
				1400-1800 1800-2200
				2200-2600 2600-3000 3000-3400
				3400-3800 3800-4200





*1-déc. 21-déc.*	*10-janv.*	*30-janv.*	*19-févr.*	*11-mars*

Figure III-5 : Variation de la surface neigeuse selon les tranches d'altitudes sur la Haut Atlas de


2004-2005 *100*
*90 80 70 60 50 40 30 20 10 0*	1000- 1400
	1400-1800 1800-2200
	2200-2600 2600-3000
	3000-3400 3400-3800
	3800-4200





1-sept. 7-oct. 12-nov. 18-déc. 23-janv. 28-févr. 5-avr. 11-mai 16-juin

Figure III-6 : Variation de la surface neigeuse selon les tranches d'altitudes sur le Haut Atlas de

La comparaison de la surface neigeuse entre les cinq sous bassin atlasique durant les saisons (1998-1999 et 2004-2005) (Figures III.5 et III.6) nous a permis de tirer les remarques suivantes : les deux sous bassin d'Ourika et Rheraya sont les plus actives de point de vue chute de neige (ils présentent les surfaces enneigées les plus élevées), tandis que les sous bassins de Zat, R'Dat et Nfis sont les moins actives. Cela est expliqué par la morphologie de chaque sous bassin (Tableau I.1). Dans les deux sous bassins versant d'Ourika et Rheraya les altitudes les plus répondues sont élevées par rapport au autres sous bassins. (Cf. I.2.3). Ce résultat rejoint celui de JUILLERAT (2004.)

Figure III-7 : Variation de la surface neigeuse sur les cinq sous bassins atlasique, saison 1998-1999.

Figure III-8 : Variation de la surface neigeuse sur les cinq sous bassins atlasique, saison 2004-2005.

III.2.3 Variation de la surface enneigée en fonction de l'exposition des versants

Dans cette étude nous avons montré que l'exposition des versants a une influence sur la couverture neigeuse. Les versants orientés vers le Nord reçoivent plus de neige par rapport aux versant orientées vers le Sud (Figure III.8 et III.9).

Les versants Nord du Haut Atlas sont exposés aux perturbations pluvieuses en provenant de l'océan atlantique avec une direction Nord-Ouest. Outre l'exposition des versants aux flux perturbés, les effets d'ubac et d'adret jouent également un rôle important dans l'aridité des sols et leur capacité d'emmagasiner longtemps l'humidité. Selon que les versants du Haut Atlas soient orientés vers le Sud ou vers le Nord, il existe un contraste dans la durée de l'ensoleillement et dans l'intensité calorifique des radiations reçues au sol par unité de surface. Ceci est d'autant plus accusé que les pentes des versants sont importantes, où les vallées sont profondes et les versants exposés pour la plupart vers le Nord ou le Nord-Ouest. Ces versants ne reçoivent pas les rayons solaires sous de forts angles d'incidence, et certaines vallées sont dans l'ombre très tôt le soir et assez tard le matin. Les plus profondes perdent même tout ensoleillement pendant quelques semaines en hiver. Cette atténuation de la radiation solaire permet au sol de conserver longtemps l'humidité et diminue le pouvoir évaporant de l'air. Alors que les versants Sud sont relativement abrité des flux humides du Nord-Ouest, il en résulte des hauteurs de précipitations beaucoup plus faibles et ils fait des adrets plus exposés aux rayonnements solaires, ce qui accentue davantage l'aridité. (SAIDI et al 2006).


10000 1000 100 10 1
	2002-2003	Versants Nord Versants Sud
0,1	20021121 2002120820021226 20030116 20030128	20030211 20030314 200304

Figure III-9 : Variation de la surface neigeuse sur le Haut Atlas de Marrakech en fonction d'exposition

Figure III-10 : Variation de la surface neigeuse sur le Haut Atlas de Marrakech en fonction d'exposition

III.3 Comparaison des surfaces neigeuses calculées et l'épaisseurs mesurées in situ

Dans l'objectif de Validation des résultats obtenus on va comparer les surfaces neigeuses calculées avec les épaisseurs de neiges mesurées à la station d'Oukaimden. On remarque que chaque augmentation de la surface coïncide avec une augmentation de l'épaisseur.

5000 0,7
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0	Surface Calculée SPOT- 2004- 2005VGT	0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
	Epaisseur de neige à Oukaimden








*18-nov. 5-déc. 22-déc. 8-janv. 25-janv. 11-févr. 28-févr. 17-mars 3-avr. 20-avr.*

Figure III-11 : comparaison des surfaces calculées au niveau du Haut Atlas et les épaisseurs de neiges

CONCLUSION

Dans le bassin versant de Tensift la neige constitue une composante principale qui intervient dans le cycle de l'eau. Une bonne connaissance de la surface neigeuse est une première étape de quantifier le volume d'eau libéré lors de la fonte. Cette étude avait pour but la caractérisation et le suivi de la dynamique spatio-temporelle de la couverture neigeuse dans la Haut Atlas de Marrakech à l'aide d'une série d'images SPOT-VEGETATION journalières couvrant la période 1998 à 2005.

La première étape abordée dans cette étude est la préparation et le traitement des données images dont on dispose. Cette partie inclue l'extraction des deux fenêtres Maroc et Tensift, c'est cette dernière qui nous intéresse dans cette étude alors que la fenêtre Maroc sera utilisée dans des études postérieures. Ensuite nous avons procédé à la sélection des images complètes, dépourvues de nuages et acquises à des angles de visées quasi verticales.

La discrimination de la neige des autres types de surface est basée sur le calcul d'un indice de neige modifié (MSI). Cet indice prend en considération l'influence du sol et il est fonction d'un indice de neige SI, SI0 et _SI100. Avec SI est la somme des réflectances dans le bleu et le rouge auquel on soustrait la réflectance dans le MIR, SI0 est l'indice de neige d'un pixel avec une couverture neigeuse de 0% et SI100 l'indice de neige d'un pixel totalement couvert par la neige. La surface neigeuse est calculée par l'application d'une relation exponentielle reliant MSI et le pourcentage de neige. Ensuite nous avons corrigé les bruits affectant la surface de neige calculée en appliquant trois seuils radiométriques qui détermine si le pixel est neigeux ou non et nous avons aussi affecté à touts les pixels ayant une altitude inférieure à 1000 mètres la valeur zéro. La surface obtenue a été corrigée de l'effet de pente.

Dans cette étude nous avons montré que la surface de neige se caractérise par une large variation spatio-temporelle. La chute de neige commence généralement aux mois d'octobre ou novembre et la fonte se fait au mois d'avril ou mai. Nous avons aussi vue que les saisons 1998-1999 et 2004-2005 sont les plus neigeuses alors que les saisons 1999-2000 et 2000-200 1 sont les moins neigeuses. Les altitudes qui reçoivent plus de neige sont supérieures à 2600 mètres et les premières neiges tombent sur les altitudes supérieures à 3800 mètres et persistent jusqu'à la fin de la saison. On a classé les cinq bassin versant en deux catégorie : deux bassin d'Ourika et Rheraya plus actif de point de vue chute de neige, se caractérisent par des surfaces neigeuses maximales importantes (60 à 80%) et des périodes de présence de neige plus de cinq mois. Les bassins de Zat, R'Dat et Nfis sont moins actives de point de vue chute de neige, avec des surfaces neigeuses maximales qui ne dépasse pas 60 % et des périodes de présence de neige de un à quatre mois. Les versants orientés vers le Nord reçoivent plus de neige par rapport aux versant orientées vers le Sud. Dans l'objectif de valider les résultats obtenus, une comparaison des surfaces calculées avec les épaisseurs mesurées à la station d'Oukaimden montre une bonne corrélation entre les deux.

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ANNEXES

%ANGLE DE VISEE « VZA » AU DESSUS DE MARRAKECH %Ecris par Abdelghani BOUDHAR ___Mai 2006

chemin1='C: \Documents and Settings\Irimed\Bureau\images_vgt_extraites\2005- 01-11_2005-06-30\Tensift';

FID1=fopen([chemin1, '\liste.txt'], 'r'); FID2=fopen('statistique_2005.txt', 'w'); fprintf(FID2,'%s \n',' REFLECTANCE_B0 PIEMONT

VGT = multibandread(name _ref, [191,280,4], 'int16=>double',0, 'bsq', 'ieeele', {'Band', 'Direct', [1 2 3 4] });

B2=VGT(:, :,2) ;B2=min(B2,2000) '; B3=VGT(:, :,3) ;B3=min(B3,2000) '; MIR=VGT(:,:,4);MIR=min(MIR,2000)';

moyenne _b0=mean2 (B0 (64:101,41:176)) /20; minimum _b0=min (min (B0 (64:101,41:176))) /20; maximum _b0=max(max(B0 (64:101,41:176))) /20; ecart _type _b0= std2(B0(64:101,41:176))/20; %nbre de pixel contenant 0 (pas de données) NB_pixel_vide=sum(sum(B0==0));

%calcul de l'angle VZA à Marrakech en degré=CN*0.5 name_ang=strcat (chemin1, '\',name, '_ang');

maximum _b0);fprintf (FID2, '%6.2f \t', moyenne _b0);fprintf (FID2, '%6.2f \t', ecart_type_b0);

Programme de calcul de la surface neigeuse sur le Haut Atlas et par tranche d'altitude

%Calcul de la couverture neigeuse de tout le Haut Atlas de Marrakech et par %tranche d'altitude

nu _SI0', [191,280,1], 'int16=>double',0, 'bsq', 'ieeele', { 'Band','Direct', [1] });

multibandread('MNT _atlas _3.214s', [1910,2800,1], 'int16=>double' ,0, 'bsq', 'ieee -le', { 'Band','Direct', [1] });

%pente réechantillonnée à 1/112 degrée et de même taille que les images vgt for i=1:191

chemin1='C: \Documents and Settings\Irimed\Bureau\images _selectionnées _2002- 2005\2002-2003';

VGT = multibandread(name _ref, [191,280,4], 'int16=>double',0, 'bsq', 'ieeele', {'Band', 'Direct', [1 2 3 4] });

%COUVERTURE NEIGEUSE en pourcent sur tout le Haut Atlas de Marrakech surf=strcat ( 'surf_' ,date);

MSI=SI-((SOL_NU_SI0).*((SI100-SI) ./(SI100-SOL_NU_SI0))); pourcent=100*(1-0.492132*exp(-0.6901528*((MSI/100)+1))) .^20; pourcent1=max (0,pourcent);

% % Application des seuils radiométrique pour q'un pixel est déclaré neigeuse

if MIR(i,j)<481 & SI(i,j)>77 %& ((B0(i,j)-MIR(i,j))./(B0(i,j)- MIR(i,j)))*1000>=87&B2(i,j)>=400%& ((B0(i,j)-

surface _corr=(Surface) ./cos((((atan((pente_vgt)/100))*180)/pi)*0.0175);%en Km²,pi/180=0.0175==>convertion du radian au degrée

case 1, Alt1=1000;Alt2=1400; case 2, Alt1=1400;Alt2=1800; case 3, Alt1=1800;Alt2=2200; case 4, Alt1=2200;Alt2=2600; case 5, Alt1=2600;Alt2=3000; case 6, Alt1=3000;Alt2=3400; case 7, Alt1=3400;Alt2=3800; case 8, Alt1=3800;Alt2=4200;

Surface _neige _moy=mean (surface_corr (f ind (MNT _vgt>Alt1 &MNT _vgt<Alt2))); Surface _neige _max=max (surface_corr (f ind (MNT _vgt>Alt1 &MNT _vgt<Alt2)));

fprintf(FID2, '%6.2f \t' ,Surface_neige_moy); fprintf(FID2, '%6.2f \t' ,Surface_neige_max); fprintf(FID2, '%6.2f \t' ,Surface _neige _totale);

%ecriture des images de surface dans un fichier bsq lu par ENVI %multibandwrite (Surface, surf, 'bsq');

fprintf(Hdr1, '%s \n', 'description = {'); fprintf(Hdr1, '%s \n', 'Exported from MATLAB}');

fprintf(Hdr1, '%s \n', 'samples = 280'); fprintf(Hdr1, '%s \n', 'lines = 191'); fprintf(Hdr1, '%s \n', 'bands = 1');
fprintf(Hdr1,'%s \n','header offset = 0'); fprintf(Hdr1,'%s \n','data type = 5') fprintf(Hdr1, '%s \n', 'interleave = bsq'); fprintf(Hdr1,'%s \n','map info = {');

%Calcul de la couverture neigeuse de tout le Haut Atlas de Marrakech par %Exposition Nord et Sud

nu _SI0', [191,280,1], 'int16=>double',0, 'bsq', 'ieeele', { 'Band', 'Direct', [1] });

multibandread('MNT _atlas _3.214s', [1910,2800,1], 'int16=>double' ,0, 'bsq', 'ieee -le', { 'Band','Direct', [1] });

%pente réechantillonnée à 1/112 degrée et de même taille que les images vgt for i=1:191

multibandread('Aspect _3.2s _vgt', [1910,2800,1], 'float=>double',0, 'bsq', 'ieeele', { 'Band','Direct', [1] });

else if Aspect_max_vgt(i,j)<225 & Aspect _min _vgt(i,j)>135 Aspect_vgt(i,j)=2;% Versant Sud

%lecture et puis ouverture de la liste des images vgt une par une chemin1='C: \Documents and Settings\Irimed\Bureau\images _selectionnées _2002- 2005\2004-2005';

VGT = multibandread(name _ref, [191,280,4], 'int16=>double',0, 'bsq', 'ieeele', {'Band', 'Direct', [1 2 3 4] });

MSI=SI-((SOL _NU _SI0).*((SI100-SI) ./(SI100-SOL _NU _SI0))); pourcent=100*(1-0.492132*exp(-0.6901528*((MSI/100)+1))) .^{^}20; pourcent1=max (0,pourcent);

% % Application des 3 seuils radiométrique pour q'un pixel est déclaré neigeuse

if MIR(i,j)<481 & SI(i,j)>77 %& ((B0(i,j)-MIR(i,j))./(B0(i,j)- MIR(i,j)))*1000>=87%&B2(i,j)>=400%& ((B0(i,j)-

surface _corr=(Surface) ./cos((((atan((pente_vgt)/100))*180)/pi)*0.0175);%en Km²,pi/180=0.0175==>convertion du radian au degrée

fprintf(FID2, '%s \n',date, 'Surface _totale en Km²= '); fprintf(FID2, '%6.2f \n' ,Surface _totale _atlas); fprintf(FID2, '%s \t', 'Nord', 'Sud');

%Sur _totale _tranches=(size (find(MNT _vgt>Alt1&MNT _vgt<Alt2) ) /2) *0.84; Surface _neige _Nord=sum (sum (surface_corr (f ind (Aspect _vgt==1)))); Surface _neige _Sud=sum(sum(surface _corr(find(Aspect _vgt==2))));