III.2 Production
des cartes de surfaces enneigées
Les données issues de deux capteurs SPOT- VEGETATION et
MODIS ont été utilisées pour étudier les chroniques
spatio-temporelles des surfaces de neige dans la chaîne du Haut Atlas
marocain. On présente ici les traitements qu'elles ont subis et les
algorithmes développés pour cartographier les surfaces
enneigées.
III.2.1 Limitation des effets géométriques
Les images sont considérées comme
superposables : aucun traitement géométrique
supplémentaire n'a été mis en oeuvre. En revanche les
données MODIS ont été
géo-référencées et converties d'une projection
Sinusoïdal à la projection Lambert Nord Maroc, datum Merchich.
Le relief très accidenté de la zone
d'étude rend difficile l'interprétation des images acquises en
visée très oblique. L'angle de visée pour les deux
capteurs, VEGETATION et MODIS, peut atteindre plus de 55°. Cependant, les
cameras de l'instrument VEGETATION sont équipées d'un
système qui compense la dégradation de la résolution
spatiale dans les cas des forts angles de visée. Ce n'est pas le cas
pour le capteur MODIS qui utilise un miroir rotatif, et les images prises
à des angles de visées élevées subissent une forte
déformation géométrique. Pour éviter cette
distorsion, nous avons éliminé toutes les images acquises avec un
angle de visée supérieur à 23°, ce qui permet de
conserver environ 4 images par mois. Cette sélection permet de limiter
les effets relatifs aux variations de la géométrie
soleil-cible-capteur.
III.2.2 Détection des nuages
A cause de la barrière orographique, les masses d'air
atmosphériques sont contraintes de s'élever pour franchir des
chaînes de montagnes. Elles voient donc leurs températures chuter
ce qui provoque la saturation de la vapeur d'eau et la condensation sous forme
de nuages. Les zones montagneuses sont donc fréquemment sous les nuages,
ce qui empêche les observations par satellite dans le domaine optique.
Par ailleurs, les nuages ont une signature spectrale voisine de la neige dans
le domaine Visible (Konig, et al. 2001a), ce qui complique leur
identification.
Pour détecter les nuages, nous avons dans un premier
temps repéré les images présentant des réflectances
dans le bleu supérieures à 20% sur le piémont atlasique
(altitudes inférieures à 1000 m). A ce niveau
d'élévation, les fortes réflectances peuvent être
due à la présence des nuages. Cette méthode nous a permis
de sélectionner les images acquises dans des conditions nuageuses. Ce
premier tri est relativement grossier mais possède l'avantage
d'être automatisable. Il permet d'éliminer un grand nombre
d'images nuageuses sur le piedmont de l'Atlas, donc très probablement
nuageuses sur les sommets de l'Atlas. Dans une deuxième étape,
nous avons repéré visuellement les nuages sur les images
restantes en se basant sur la différence de signature spectrale dans le
bleu et le MIR (Moyen Infra
Rouge) sous le logiciel de traitement d'images ENVI.
Le nombre d'images VEGETATION retenues après ces deux
phases de traitement est respectivement de 36, 34, 23, 24, 35, 37 et 34 pour
les saisons 1998-1999, 1999-2000, 2000-2001, 2001-2002, 2002-2003, 2003-2004 et
2004-2005. Cette analyse ramène la fréquence des observations
à un ratio d'environ 30 images sur 300 par an, c'est-à-dire 1/10
comme les produits S10. A l'inverse de ces derniers les données du
produit P utilisées permettent d'augmenter la fréquence des
observations au moment même où la neige peut fondre. Dans le cas
des images MODIS, le nombre d'images finalement sélectionnées est
de 44, 52 et 96 pour les saisons 2003-2004, 2004-2005 et 2005-2006 ;
respectivement.
Après cette analyse, une série d'images basse
résolution, sans nuages et prises à des angles de visée
faibles sont disponibles pour cartographier les surfaces de neige dans le Haut
Atlas de Marrakech.
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