Vidéo quantification appliquée a la topographie de la plage intertidale

Mapping inter-tidal topography from video measurements

Laboratoire des Sciences Appliquées au génie civil et côtier (LaSAGeC²), Université de Pau et des Pays de l'Adour, 1 Allée du Parc Montaury, 64600 Anglet. Tél: +33 (0)5 59 57 44 36, Fax: +33 (0)5 59 57 44 39

Auteur de correspondance : didier.rihouey@univ-pau.fr

Résumé

La mise en place d'une gestion durable et pérenne de la problématique d'érosion nécessite d'appréhender toutes les échelles spatio-temporelles d'évolution morpho-sédimentaire. Depuis quelques années, l'utilisation de systèmes vidéo numériques pour quantifier ces évolutions constitue une alternative autonome et peu coûteuse [Holman and Stanley, 2007] aux méthodes traditionnelles telles que la topographie. Cet article présente une technique de mesure topographique basée sur la détection vidéo du trait de côte dans un environnement méso-tidal. Le principe de la vidéo quantification appliquée au suivi des environnements côtiers est basé sur une technique de photogrammétrie qui permet de transformer une " image oblique brute " en une " image métrique plan " [Trucco, 1998]. Une fois les images sélectionnées, une région d'intérêt est définie manuellement. Les pixels contenus à l'intérieur de cette zone vont être traités à partir d'un algorithme de détection de contour, basé sur une technique de segmentation [Morichon et al., 2007], qui va permettre de séparer les pixels en deux groupes distincts : un groupe concernant les pixels " secs " de la partie sableuse et un groupe concernant les pixels " humides " de la partie océanique. Il est ensuite possible de détecter de façon précise la position du trait de côte. Les coordonnées 2D du trait de côte sur l'image initiale vont ensuite être transformées en coordonnées 3D du monde réel. Cet article présente l'application de cette technique dans un environnement méso-tidal, la grande plage de Biarritz. La détection horaire de la position du trait de côte au cours d'un demi cycle de marée permet alors de mesurer la topographie de la zone intertidale. Cette mesure est ensuite comparée à un relevé topographique réalisé au DGPS centimétrique. La précision de la méthode, ses limitations et les perspectives de développement sont alors discutées.

Abstract

Coastal erosion management requires understanding nearshore evolution for large spatiotemporal scales. Over the past 20 years, optical remote sensing techniques have been developed to quantify coastal evolution through the use of video camera. Fixed, shore based platform installation offers the advantages of good spatiotemporal resolution, in combination with cost efficient, long-term data sampling with minimum operational difficulties (Holman and Stanley, 2007). Video remote sensing techniques represent an efficient alternative tool to classical in situ surveying techniques. This study focuses on inter tidal topography measurements derived from shoreline video detection in a meso-tidal area. Coastal video monitoring is based on a photogrammetry technique which allows transforming 2D image coordinates into the corresponding 3D real world coordinates (Trucco, 1998). A region of interest (ROI) is defined manually in the selected images. Pixels contained within this area are treated from a clustering algorithm allowing for two cluster separation (Morichon et al., 2007). A first cluster corresponds to the oceanic part, the "wet zone", and a second cluster corresponds to the sandy part, the "dry zone". This technique aims to precisely detect the shoreline position. 2D image coordinates of the shoreline position are then transformed into the corresponding 3D real world coordinates. This paper presents an application of this technique in a meso-tidal environment, the beaches of Biarritz. The hourly detection of the shoreline position during half of a tidal cycle aims to measure the inter-tidal topography. This measurement is compared to a land survey realised from a centimetric DGPS. Precision, limitations, and developments of this method are then discussed.