Traitement automatique des modeles numeriques de terrain pour l'analyse geomorphologique. Application aux afars et a taiwan
Institution:
Toulouse 2Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The digital elevation models (dem) provide a new kind of information very pertinent for geomorphologic analysis. In this study we have developed a set ofalgorithms dedicated to geomorphologic analysis of natural features. The 3d information provided by dem allow quantitative measurement of volumes, robust 3d geometric measurements (faults determination and/or merging) but also landscape features anomalies extraction. The main interest of these algorithms is to provide a new kind of approach to resolve some geomorphologic traditional questions particularly those linked to faults structures and watershed organisation. Elevation information provided by dem enable the geomorphologist to partly automatise the identification of geomorphologic evidences like: faults detection, scarp study, faults merging in respect with geometric criteria, structural parallelism measurement. . . The output of these treatments are helpful to locate major terrain structures or characteristics but also to determine some local landscape specificities (river profile alterations, drainage basin dissymetry, topographic anomalies localisation, automatic erosive process features determination. . . ). Of course, quantitative geomorphology measurement (rivers incision study, drainage basin parameters, rivers confluence geometric relations. . . ) can be done with dem in order to make easier natural features interpretation and/or classification. We illustrate these methods over two different areas: (i) the asal lake area (in afars - republic of djibouti) is submitted to rifting and desert climatic conditions. The tectonic study of these area has be done with a spot dem. We have applied automatic processing treatments in order to detect faults scarps important but also smaller. These treatments help the user for lineament determination but also provide informations in order to focus their geometric relations. (ii) the second area is the pakuashan anticline (taiwan island) characterised by compressive tectonic. Here, the landforms are strongly controlled by the relations between tectonic movements and rivers erosion. The automatic outputs given by our algorithms have confirmed fields observations but also have shown structural features difficult to detect during the ground investigations.
Abstract FR:
Nous presentons une serie d'algorithmes originaux dedies au traitement de mnt afin de contribuer a l'interpretation geomorphologique. La prise en compte de la 3d autorisee par l'emploi de mnt permet de quantifier le relief, d'effectuer des traitements geometriques plus rigoureux qu'en 2d (reperage de plans de failles, regroupements en familles de failles, morphologie des bassins versants, etude du reseau hydrographique) de mettre en evidence des structures de paysage jusqu'ici difficiles a detecter (degre de parallelisme d'objets naturels). La detection de certaines failles geologiques, le regroupement de celles-ci en familles, l'etude du degre de parallelisme des plans de decoupage d'un volume rocheux, peuvent etre ainsi effectues semi-automatiquement a partir d'un mnt. Ces traitements permettent de mettre en evidence certaines caracteristiques du paysage jusqu'ici difficilement detectables (anomalies du profil des cours d'eau, dissymetrie des bassins versants), de determiner des zones de rupture topographique ainsi que d'automatiser la detection des zones d'abblation et de depot liees aux processus erosifs (grace a une utilisation originale des integrales hypsometriques). Le recours a des mnt permet d'obtenir des informations quantitatives (degre d'incision des bassins versants, volumes en creux, degre de parallelisme des drains, angles de confluence. . . ). Nous illustrons la mise en oeuvre de ces algorithmes a partir de deux regions tres differentes: (i) la premiere (lac asal en afars), est marquee par une geodynamique distensive (rift). Nous avons donc concentre notre etude sur les structures tectoniques en recourant a des traitements complements automatiques qui permettent non seulement de retrouver les failles portees sur les cartes geologiques de la region mais aussi de detecter et de regrouper des familles de failles nettement plus discretes dans leur expression topographique. (ii) la seconde est constituee du pli anticlinal de pakuashan (taiwan). L'organisation du paysage a alors ete principalement etudiee au travers du reseau de drainage. Le recours a des traitements automatiques a permis pour l'essentiel de confirmer les resultats obtenus par des techniques plus traditionnelles, mais aussi de mettre en evidence des structures difficiles a detecter sur le terrain.