Utilisation conjointe de trains d'ondes lidar vert et infrarouge pour la bathymétrie des eaux de très faibles profondeurs

Résumé

La bathymétrie et la topographie des surfaces immergées sont des connaissances essentielles pour la gestion durable
des rivières et des espaces littoraux. Parmi les techniques permettant de les obtenir, le LiDAR bathymétrique apparaît
prometteur par sa capacité à relever de grandes surfaces en un temps limité, avec une forte résolution spatiale et de
manière continue entre zones émergées et immergées.
Bien que certaines études aient porté sur la précision de cette technique dans les zones côtières de profondeur
modérée, peu se sont intéressées aux eaux très peu profondes (< 3 m). Dans cette étude, une nouvelle méthode de
traitement de formes d'ondes LiDAR pour les très faibles profondeurs est proposée. Cet algorithme s'appuie sur le
traitement conjoint des trains d'ondes vert et proche-infrarouge (PIR). La densité et la précision des données résultantes
sur les eaux côtières très peu profondes sont ensuite analysées.
Les résultats de ces développements et analyses sont présentés sur des données acquises sur le Golfe du Morbihan
(France) par le Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (SHOM) en 2005 avec un système SHOALS
qui fournit les formes d'ondes Raman, PIR et vert. Ce travail met l'accent sur la comparaison de la qualité entre les
données bathymétriques livrées issues du traitement des signaux par l'opérateur et celles issues de l'algorithme de
traitement proposé. Pour la validation des résultats, une méthode spécifique est utilisée ici afin de faciliter la
comparaison de mesures altimétriques réalisées entre des points GPS de référence et des empreintes LiDAR (diamètre
de l'ordre de 2 m). Dans les très faibles profondeurs d'eau, l'algorithme proposé extrait 41% de mesures
supplémentaires par rapport aux données livrées, avec un biais de mesure comparable (environ 5 cm) et un écart-type
des erreurs plus faible (26,1 cm contre 41,1 cm). 55% de ces mesures supplémentaires sont situés à une profondeur
comprise entre 1,5 m et 2 m. De plus, l'algorithme proposé améliore la profondeur minimale détectable de 80 cm par
rapport aux données livrées (1 m contre 1,8 m).