ArcHydro : 2- Préparer un MNT corrigé pour l’hydrologie – 1ère partie

Un Modèle Numérique de Terrain est une représentation des élévations d’un territoire. Chaque cellule (pixel) de ce MNT contient une valeur de hauteur. Selon le moyen de génération de cette surface et la taille définie pour les cellules, la hauteur affectée à la cellule est plus ou moins proche de l’exacte réalité.

Si vous souhaitez utiliser le MNT pour une vue 3D du territoire (Avec ArcScene, par exemple), vous pouvez l’utiliser tel quel et sans précaution particulière. Par contre, si vous souhaitez modéliser l’écoulement de l’eau sur la surface de ce territoire, la première chose à faire, et la plus importante est de la corriger et de l’adapter à cet objectif.

De ce que vous ferez durant cette étape, dépend la qualité des résultats obtenus en ce qui concerne les bassin versants et les différents calculs hydrologiques possibles.

Une correction habituelle consiste à rechercher es cellules entourées par des cellules plus hautes. Ces cuvettes poseront un problème lors de la détermination des directions d’écoulement, car l’algorithme ne peut plus sortir de la cuvette. On procède alors, dans le prétraitement du MNT, au remplissage, de ces cuvettes jusqu’à trouver une cellule adjacente plus basse que la hauteur de remplissage. Cette cellule sera donc la cellule exutoire lors du calcul d’écoulement.
remplissage d'une cuvette du MNT

Par contre, il est extrêmement rare de trouver des références à un autre type de correction, tout aussi important,: les dômes.
De plus en plus de MNT ont des moyens d’acquisition très fins. Les hauteurs acquises ne correspondent pas toujours au niveau du sol, mais souvent à la couche supérieure de la végétation. Une forêt avec des arbres d’une hauteur moyenne sera déterminée avec ce delta d’élévation.
hauteurs du MNT non corrigé
Sur cet exemple, tout à fait théorique, le MNT de base est représenté par le trait bleu, tandis que le niveau qu’il devrait avoir pour correspondre à la réalité est indiqué par le trait rouge.

Si nous gardons ces dômes, ils modifieront artificiellement les écoulements de l’eau, surtout sur des zones plates ou à faible pente.

Nous allons donc commencer par écrêter les dômes, en utilisant ArcHydro Tools et la calculatrice raster de Spatial Analyst.

Comment enlever les dômes

ArcHydro possède un outil qui comble les cuvettes. Nous allons l’utiliser pour enlever les dômes, qui sont en définitive des cuvettes inversées. Si nous prenons l’image précédente et que nous l’inversons, nous avons des cuvettes que nous pouvons remplir.
inversion du mnt pour écréter les dômes

Pour obtenir ceci, il suffit d’afficher le MNT dans ArcMap, vérifier que la symbologie est « étirée » (« stretched ») pour que dans la fenêtre de légende nous ayons la valeur Mini et Maxi du MNT.
Nous allons travailler avec un MNT du Finistère (données srtm) et des couches hydrologiques du SANDRE. Si vous voulez suivre par vous mêmes le processus, vous pouvez télécharger ces fichiers sur notre site, en cliquant ici.
mnt non corrigé
On va prendre la valeur maxi et lui ajouter 25%. Dans notre exemple la valeur maxi du Mnt est de 200m, on va prendre donc la valeur 250.
On va inverser le MNT en soustrayant 250 à chaque cellule du MNT. Pour cela on utilise la calculatrice raster de Spatial Analyst.
inversion du mnt avec la calculatrice raster

Le résultat se trouvera donc dans un nouveau raster MNT_A.
mnt inversé
Vous pouvez constater que, maintenant les valeurs vont de 257 (250 – (-7) ) à 50 (250 – 200) et que les zones basses sont devenues les zones hautes et vice-versa.

Si on applique maintenant la commande de remplissage des cuvettes d’archydro, nous allons combler les dômes inversés.
Pour cela, cliquez sur Terrain preprocessing-> DEM Manipulation -> Fill Sinks
archydro Fill sinks
La fenêtre de configuration de Fill sinks apparaît;
options de fill sinks
Laissez toutes les options par défaut, sauf le nom du raster résultant. Appelez-le MNT_A_Fill.
mlnt écrêté avec fill sinks
Ce raster contient le MNT d’origine SANS les dômes qui ont été remplis.
Mais il est toujours inversé. Maintenant nous allons le retourner à l’endroit, avec la calculatrice raster
remise à l'endroit du mnt avec la calculatrice raster
Le résultat est notre nouvel MNT, sans dômes, et à l’endroit.
mnt écrêté

Jusque là, nous sommes occupés seulement des dômes, mais pas de véritables cuvettes qui se trouvent toujours dans notre MNT. On pourrait passer la commande Fill Sinks maintenant pour remplir ces véritables cuvettes, mais nous avons deux opérations à faire sur le MNT qui peuvent en générer. Il est plus simple de laisser cette opération de remplissage des cuvettes pour la fin du prétraitement.

Dans prochain article nous allons faire cette deuxième partie.

4 pensées sur “ArcHydro : 2- Préparer un MNT corrigé pour l’hydrologie – 1ère partie”

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  2. Bonjour,

    J’ai téléchargé le dossier pour tester le tuto mais il est incomplet puisqu’il manque le MNT (mntleonL93).

    SVP serait-il possible de nous donner le lien pour le télécharger ?

    Merci

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