Axe Recherche #1  Cet axe identifie et caractérise à différentes échelles spatiales et temporelles les objets en termes de diversités, d’organisations (géométries, structures emboîtées) et de fonctionnalités (propriétés en  lien avec les flux étudiés). 



Action I: Photogrammétrie aérienne 

Mohamed MAAOUI , Denis FEURER (IRD/LISAH)                         
  
L’utilisation de la technique SfM (structure from motion) dans la photogrammétrie aérienne a considérablement évolué durant les dernières années dans plusieurs domaines. Les algorithmes SfM produisent un modèle tridimensionnel des objets identifiables sur les images d’entrée. Un aspect crucial pendant ce processus photogrammétrique est d’évaluer la qualité  du MNS produit. Pour ce faire, le nombre nécessaire de points de contrôle au sol ainsi que l’effet de doming (James et Robson 2014) sont les deux principaux problèmes à résoudre.     

L’idée principale de ce travail est de tester une nouvelle approche qui consiste à l’ajout des images prises à une altitude deux fois plus grande que celle du chantier principal. Sur un site de  8 hectares situé sur le bassin versant fortuna au Cap bon, 41 images ont été prises à une altitude de 90 m et 27 images à une altitude de 190 m. Trois scénarios ont été testés. L5 utilise 5 GCP et les images prises à une altitude de 90 m. L10 égale L5 plus 5 autres GCP. LH5 égale L5 plus les images prises à 190 m. les résultats obtenus, en analysant les erreurs   d’estimation de l’altitude sur 63 points de validation, montrent que L5 est le plus affecté par le doming et qu’il a un RMSE de 0.19 m. L10 est moins affecté par le doming avec un RMSE de  0.10 m. Alors que LH5 a les meilleurs résultats, pas de doming avec un RMSE de 0.06 m. en conclusion on peut dire que l’utilisation de la multi-altitude stratégie lors des processus photogrammétriques réduit le nombre de points de contrôle au sol nécessaire pour le calcul et permet aussi d’éviter l’effet du doming.



 
Action II: Cartographies géophysiques sur la parcelle agricole dans le Périmètre Publique Irrigué de Merguellil


Stage de M2: «Cartographie et tomographie de résistivité électrique et du Potentiel spontané dans l’étude de la variabilité spatiale des propriétés des sols dans une parcelle agricole du Périmètre Irrigué de Merguellil, Kairouan » 
Wafa CHARNI, (Sciences du Sol et de l’Environnement)                                    
Co-encadrements : Hajer AZAIEZ, (CERTE), Gaghik HOVHANNISSIAN (UMR 242 iEES Paris)

Stage de M2 : «Application de la cartographie électromagnétique en domaine fréquentiel dans l’étude de la variabilité spatiale des propriétés des sols et de leur fonctionnement hydrique dans une parcelle irriguée à l’eau saline du Périmètre Irrigué de Merguellil (El Haouareb, Région de Kairouan) ».Wael JOUINI, (Sciences du Sol et de l’Environnement)
Co-encadrement : Mohamed HACHICHA,(l’INRGREF), Gaghik HOVHANNISSIAN, ( UMR 242 iEES Paris)

Prospection hydrogéophysique (sondages électriques SEV 1D et électromagnétiques TDEM 1D) dans la zone du barrage d’El Haouareb
Objectif :  « Caractérisation des formations superficielles par différentes méthodes géophysiques pour la compréhension du fonctionnement hydrodynamique de la partie aval du barrage d’El Haouareb ».
                                  
Une campagne de terrain d’une semaine a été réalisée fin juin – début juillet 2018. Environ 20 sondages (TDEM-1D) électromagnétiques et électriques (SEV-1D) ont été effectués. Une autre campagne est envisagée début décembre 2018.




Action III: Scénarios de variables hydro-météorologiques

Stage de M2  : Nesrine FARHANI,
Co-encadrements: Julie CARREAU, (IRD/HSM) Gilles BOULET (IRD/CESBIO), Rim ZITOUNA-CHEBBI (INRGREF), Zeineb KASSOUK (INAT)
 

Objectifs

Créer des scénarios de forçages climatiques en climat présent et passé, i.e. des champs de valeurs sur des grilles qui reproduisent la variabilité spatio-temporelle et les intensités des variables hydro-météorologiques. Les enjeux principaux identifiés sont la variabilité spatio-temporelle forte de ces variables en rive sud de la Méditerranée, la "non-gaussianité" des      distributions, i.e. le fait que la loi Normale ne soit pas appropriée dans plusieurs cas  et le contexte relativement peu instrumenté des sites étudiés. La première étape consiste à mettre en place une station virtuelle, i.e. une station qui tire profit de l'information contenue dans trois stations géographiquement et météorologiquement très proches afin de combler les lacunes.


Démarche/méthodologie
  
Une approche stochastique s'appuyant sur des modèles de régression linéaire généralisée permet de modéliser la distribution conditionnelle d'une variable hydro-météorologique à un site donné en prenant en compte différents effets (cycles saisonnier et diurne, géographique, persistence et dépendance inter-variables). Quatre familles de distribution sont                  considérées : Normale, Normale hétéroscédastique (Pa, Tair, HuR, U, V), Gamma (Rg, Precip) et Bernoulli (occurrence de Precip). Une fois les modèles de régression ajustés sur les données, ils permettent de simuler en mode conditionnelle, i.e. en préservant les valeurs observées et en générant des valeurs selon la distribution conditionnelle là où il y a des lacunes. 
    

Principaux résultats

Adaptation et validation d'une approche stochastique qui modélise la distribution conditionnelle des variables hydro-météorologiques. Différents effets sont pris en compte en introduisant des covariables dans les modèles de régression linéaire généralisée. Cette approche permet de combler les lacunes (imputation au sens statistique) en exploitant les liens inter-variables et inter-sites et en respectant la variabilité spatio-temporelle et la distribution des intensités des variable.




Action IV : Spectroradiomètre à faible-coût pour la proxy-détection.

B. Mougenot (IRD CESBIO), P. Fanise, (IRD CESBIO). V Dantec, (IRD CESBIO), S. Gascoin,(IRD CESBIO) Z. Kassouk, (INAT), G. Nougaret, (IRD CESBIO)G. Boulet, (IRD CESBIO)


Objectif

Réalisation d’un dispositif à faible coût, permettant d'effectuer des mesures spectrales à un pas de temps infra horaire dans le domaine solaire proche, pour des études de processus par proxy-détection (mesures spectrales à faible distance).

 

Démarche/méthodologie

La signature spectrale reflète la composition des états de surface : végétation, sol, eau, neige… et permet de suivre précocement l’effet de processus comme le stress hydrique pour la végétation. Il s’agit aussi de valider ou simuler sur le terrain des mesures effectuées par des satellites opérationnels ou à venir.

 

Principaux résultats

Le micro-spectromètre développé ici a été testé sur un champ de melon dans la plaine du Merguellil en comparaison à des radiomètres simulant les bandes du satellite « Sentinel-2 ». Les premiers résultats montrent une cohérence des mesures, la sensibilité attendue à la température, l’intercalibration des capteurs incident et réfléchi doit être affinée.


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