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

IV.2  Méthodologie

Dans le but de proposer un modèle de spatialisation de la température de l'air à partir des images landsat ETM+, nous avons suivi la démarche méthodologique suivante :

- Calcul de la température de brillance à partir des images landsat ETM+ ;

- Dérivation de la température de l'air ;

- Analyse de la variabilité spatiale de la température maximale de l'air ;

- Proposition du Modèle de distribution spatiale de la température de l'air (MSPAT) ;

IV.2.1 Calcul de la température de brillance

Le calcul de la température de brillance à partir des données Landsat ETM+ bande 6 nécessite la conversion du code numérique (CN) de chaque pixel de l'image en radiance (L₍₎).Pour cela, nous avons utilisé la formule de l' Équation ýIV développé par la NASA (National Aeronautics and Space Administration) d'après Markham & Barker 1986.

Équation ýIV-

L₍₎ est la radiance spectrale reçue par le capteur exprimée en mWcm^-2sr^-1m^-1. Q_max est la valeur maximale du CN, Q_max=255. Q_dn est le niveau de gris pour le pixel ETM+ analysé. L_min() et L_max() sont les radiances spectrales minimales et maximales détectées pour Q_dn=0 et Q_dn=255 respectivement. Pour les données Landsat ETM+, L_min() = 0.1238 pour Q_dn=0 et L_max() = 1,56 mWcm^-2sr^-1m^-1 pour Q_dn=255 (Schneider and Mauser 1996). Donc, l' Équation ýIV peut être simplifiée sous la forme suivante ( Équation ýIV ):

Équation ýIV-

Une fois la radiance spectrale calculée, la température de brillance au niveau du satellite est évaluée directement en utilisant la formule ci-dessous similaire à l'équation de Planck ( Équation ýIV ) (Schott and Volchok 1985, Wukelic et al. 1989, Goetz et al. 1995):

Équation ýIV-

Où L est la radiance spectrale à la température T_B. K₁ et K₂ sont deux paramètres calibrés avant le lancement, avec K₁= 60.776 mWcm^-2sr^-1m^-1, K₂=1260.56 K.

IV.2.2 Dérivation de la température de l'air

Les cartes de la température maximale de l'air (Tam) sont établies sur le bassin versant de Rheraya par la combinaison des images ETM+ et les mesures locales, en supposant que les températures de l'air et de brillance son reliées linéairement. Pour chaque image ETM+, la température de brillance (T_b) des pixels incluant les stations météorologiques ont été extraits et comparées avec les températures maximales de l'air enregistrées in situ. La Figure ýIV représente la localisation des stations météorologiques utilisées dans cette étude. Six images ETM+ réparties sur la saison (2002/2003) ont été utilisées, le 07 novembre et le 25 décembre 2002 et le 26 janvier, le 11, 27 février et le 18 mai 2003. Les données correspondant à ces dates sont disponibles sur trois stations en montagne : Oukaimden CAF (toutes les dates), Armed (4 dates de 2003) et Oukaimden SudMed (une seule date en mai 2003). La Figure ýIV représente la corrélation entre les températures T_b versus Tam de chaque date ETM+, et pour chaque station météorologique. On note que les deux températures sont fortement liées, avec un coefficient de corrélation proche de 1 (R²=0.82). Les cartes de température Tam seront par la suite calculées directement à l'aide de la relation ( Équation ýIV ) que nous avons appliquée pour chaque image ETM+.

Équation ýIV-

Figure ýIV-: Localisation des stations météorologiques dans le bassin versant de Rheraya

Figure ýIV- : Températures maximale de l'air mesurées dans les stations météorologiques disponibles versus les températures de brillance extraites des images ETM°+ au pixel de chaque station