Télédétection du manteau neigeux et modélisation de la contribution des eaux de fonte des neiges aux débits des oueds du haut atlas de Marrakech

III.2.3 Estimation des surfaces de neige

III.2.3.1 Indices de neige utilisés

Afin d'augmenter les contrastes au niveau d'un thème (type de sol, eau, végétation,...) et de réduire les autres thèmes, plusieurs indices ont été développés. Ces indices se basent sur la combinaison de plusieurs canaux. Par exemple pour mettre en évidence la végétation chlorophyllienne, l'indice le plus fréquemment utilisé est les NDVI^12(*), défini comme le ratio entre la différence des réflectances proche infrarouge et rouge et la somme de ces réflectances. Pour identifier les surfaces neigeuses plusieurs indices de neige ont été développés.

Dans le cas des données VEGETATION, on a utilisé un indice de neige (SI) qui utilise les réflectances des canaux bleu, rouge et MIR ( Équation ýIII ) (Lissens et al., 2000). Cet indice a été retenu après avoir été comparé avec d'autres dans le cas du Haut Atlas marocain (Hanich et al., 2003; De Solan et al., 2002), puis amélioré pour réduire l'influence des variations de signature spectrale du sol par le calcul d'un indice de neige modifié (MSI, Équation ýIII ) (Chaponnière et al., 2005). L'indice de neige normalisé (NDSI) ( Équation ýIII ) est le plus utilisé pour les données MODIS (Hall et al., 1995). Cet indice a été appliqué dans le Haut Atlas marocain, et pour réduire l'effet du sol, il a été comparé avec un indice modifié (MNDSI) ( Équation ýIII ). Ce dernier minimise les erreurs d'estimation des surfaces de neige.

Équation ýIII-

Équation ýIII-

Équation ýIII-

Équation ýIII-

Avec :

B0, B2 et B₄ sont les réflectances dans le visible.

MIR et B₆ sont les réflectances dans le Moyen Infra Rouge.

SI₀ et NDSI₀ sont les indices de neige du pixel avec une couverture neigeuse de 0% ;

SI₁₀₀ et NDSI₁₀₀ est l'indice de neige du pixel totalement couvert par la neige (100%).

La fraction de la surface enneigée dans chaque pixel a été calculée en appliquant l'équation exponentielle ( Équation ýIII ) pour les données VEGETATION et l'équation linéaire ( Équation ýIII ) pour les données MODIS. Ces deux formules on été obtenues après l'analyse combinée de données basses résolution (VEGETATION et MODIS) d'une part et des images à haute résolution spatiale Landsat-TM (Chaponnière et al., 2005 ; Leroux, 2006).) :

Équation ýIII-

Équation ýIII-

Où S est le taux d'enneigement en chaque pixel.

* 12 ^_ Normalized Difference Vegetation Index