Applications aux zones côtières

La zone littorale est un milieu écosensible qui possède sa propre dynamique physique. Elle est soumise à diverses pressions anthropiques (croissance urbaine, développement industriel et tourisme) et à divers phénomènes naturels (attribuables au climat) qui ont pour effet de l'éroder considérablement. Souvent densément peuplée, elle est le lieu d'activités commerciales, industrielles et récréatives. Il est important de surveiller ce milieu et de le gérer efficacement en vue d'en assurer l'utilisation durable. Les activités dans les zones littorales pouvant bénéficier de l'utilisation de données polarimétriques RSO comprennent la cartographie de la ligne côtière (en appui à la cartographie des changements littoraux) et la cartographie du substrat (cartographie des zones écosensibles et cartographie des habitats). Dans les sections qui suivent, nous illustrons comment des données multipolarisées ou complètement polarimétriques peuvent contribuer utilement à ces activités.

• Détection de la ligne côtière
• Cartographie du substrat

Détection de la ligne côtière

À cause d'un contraste important entre la rétrodiffusion de l'eau et celle de la terre, l'imagerie RSO permet d'obtenir des renseignements sur la ligne côtière : Si l'eau est relativement calme, elle agit à la manière d'un réflecteur spéculaire (faible rétrodiffusion), ce qui produit un contraste marqué avec la rétrodiffusion généralement plus intense de la terre. L'irrégularité de la surface de l'eau causée par le vent peut rendre plus difficile la délimitation des lignes côtières en réduisant le contraste à l'interface entre l'eau et la terre. Dans des conditions de vents modérés à forts et à des angles d'incidence faibles, les micro-ondes interagissent principalement avec les ondes capillaires, la rétrodiffusion augmente alors avec l'irrégularité de la surface de l'eau. Ce phénomène est particulièrement observable en imagerie lorsqu'on utilise la polarisation VV : les contrastes sont moins accentués entre la surface de l'eau, rendue irrégulière par le vent, et la terre. L'imagerie en polarisation HH ou HV est moins sensible à l'irrégularité des surfaces causée par le vent. La figure 9.44 (image en polarisation VV) présente une forte rétrodiffusion, causée par l'irrégularité de la surface de la mer attribuable au vent, ainsi qu'un contraste eau-terre relativement faible. Sur l'image en polarisation HH, le déferlement crée une zone de forte rétrodiffusion le long de la ligne côtière, mais la rétrodiffusion de la surface de la mer est plus faible. C'est l'image réalisée en polarisation HV qui montre le contraste le plus net entre la terre et l'eau. On peut utiliser les données polarimétriques pour obtenir une image présentant un contraste maximal () entre des éléments donnés. À la figure 9.44 d, la frontière est bien nette entre la terre et l'eau.

Cartographie du substrat

Les cartes thématiques des marées et des terres littorales constituent une base pour l'évaluation de la sensibilité des côtes et pour d'autres applications comme la cartographie de reconnaissance militaire. L'imagerie en polarisation simple ne permet généralement pas de distinguer des éléments de la côte. L'imagerie dans plusieurs polarisations peut être utilisée pour distinguer efficacement les différences structurales de divers éléments côtiers. La figure 9.46 montre la batture du bassin Minas de la baie de Fundy, laquelle présente une légère inclinaison (de 1 à 2°) et est constituée de grès friable, de vasières et, le long du chenal qui la découpe, de dépôts de gravier et de blocs. Sur l'image en couleur codée présentant plusieurs polarisations, on peut distinguer les régions correspondant à divers substrats. Le ton verdâtre correspondant à la zone de grès indique la prépondérance d'une rétrodiffusion en polarisation croisée, généralement associée à la diffusion dans le volume ou des diffusions multiples. Sur les images réalisées en polarisation HH ou en HV, les vasières présentent une rétrodiffusion très faible, tandis que pour les trois types de polarisations, les dépôts de gravier et de blocs (en blanc) se traduisent par une forte rétrodiffusion.

À la figure 9-47, on peut voir la signature polarimétrique des régions de la zone intertidale qui sont constituées de substrats différents. Chaque signature montre que la rétrodiffusion est maximale en polarisation VV. Les vasières présentent une très faible hauteur de socle (0,03), alors que les socles élevés pour le grès et le gravier correspondent à un accroissement de la composante non polarisée causé par la diffusion sur une surface rugueuse. En polarisation HH, l'écho est très intense dans la zone de gravier et de blocs, ce qui indique une double réflexion importante du signal.

9.6.2.1 Classification polarimétrique

Le saviez-vous?

Il est important de connaître le type de substrat qui longe la ligne côtière pour des questions environnementales telles que la vulnérabilité à l'érosion, les mesures correctives en cas de déversement d'hydrocarbures et l'évaluation des habitats, de même que pour savoir si le substrat convient à certaines applications militaires comme son aptitude à la circulation en vue de créer un site d'atterrissage.

La classification polarimétrique selon le type de diffusion peut apporter d'autres renseignements utiles concernant les caractéristiques d'une cible située dans la zone intertidale. La figure 9-48 montre la classification simple de la vasière en utilisant la méthode présentée par van Zyl (1989). qui permet de classer le mécanisme de réflexion dominant de chaque pixel dans l'une des trois catégories suivantes : réflexion impaire, réflexion paire et réflexion diffuse.

A = Grès  B = Vase  C = Gravier
Red = réflexion paire (double)
Green = réflexion diffuse
Blue = réflexion impaire

Les résultats de la classification montrent que les vasières de la zone intertidale agissent surtout comme des diffuseurs en surface (réflexion impaire), ce qui est caractéristique d'une surface lisse ou légèrement rugueuse; les zones de grès sont principalement caractérisées par une réflexion impaire accompagnée d'une combinaison de réflexion paire et de réflexion diffuse. Les zones de gravier ont tendance à montrer beaucoup de réflexion paire à cause de la présence de petits blocs qui agissent comme des réflecteurs en coin.

Question éclair

Question : Pourquoi l'imagerie réalisée en polarisation croisée permet-elle d'identifier plus clairement la frontière entre la terre et l'eau que l'imagerie en polarisation VV?

La réponse...

Question éclair - réponse

Réponse : L'eau constitue une cible sur laquelle la rétrodiffusion est faible en polarisation HV par rapport à la terre, c'est pourquoi le contraste entre la terre et l'eau est plus marqué. De plus, la polarisation VV est plus sensible à l'irrégularité de la surface causée par le vent, elle donne donc un contraste moins marqué entre la terre et l'eau.