Cartographie de l'occupation du sol du bassin versant de la rivière Câu (Vietnam) au moyen d'images optiques et SAR en support à la modélisation hydrologique.

Le bassin versant de la riviere Câu (nord du Vietnam) a connu un developpement economique important accompagne d'urbanisation et d'industrialisation apres l'adoption d'une politique de reforme economique en 1986. Une etude sur les changements de l'occupation survenus dans la partie aval du bassin versant entre 1993 et 2003 (Hoang, 2007) a fait ressortir une expansion importante du milieu urbain associee a une densification des zones urbaines existantes et a une diminution significative des espaces agricoles. Il en resulte un impact sur l'hydrologie et la qualite de l'eau. Le besoin d'ameliorer la gestion integree du bassin versant de la riviere Câu demande de developper des methodes pour surveiller l'occupation du sol. La methode de teledetection optique pour classifier et cartographier l'occupation du sol (Hoang et al., 2008) est bien etablie et peut etre consideree comme efficace. Neanmoins, cette methode affiche certaines lacunes lorsqu'appliquee a l'echelle detaillee des regions ou l'occupation du sol est complexe et ou la couverture nuageuse est frequente, comme c'est le cas dans le bassin versant etudie. La detection des rizieres, lesquelles occupent une proportion importante de la superficie du bassin versant, est donc limitee en utilisant des donnees optiques. Dans la premiere partie de cette these, afin de suivre l'evolution recente de l'occupation du sol, des images HRVIR 2 de SPOT -4 ont ete acquises fin novembre 2007 et debut janvier 2008. L'approche de classification hierarchique avec le mode de classification « avec caracteristique liee aux classes» a ete developpee et appliquee afin d'extraire les classes d'occupation du sol pertinentes a la modelisation hydrologique, sans distinguer les rizieres des autres types de culture. Cette approche a montre son efficacite, la precision globale de la classification etant de 91 %. Une diminution significative de la confusion entres les milieux urbain, les terres agricoles et les plantations a ete remarquee par rapport a la classification de l'image LANDSAT-7 de 2003, dont la precision globale etait de 78 %. Par la suite, afin de distinguer les rizieres des autres types de culture, deux series de donnees RADARSAT-2 en bande-C (double polarisation et polarimetriques) ont ete utilisees, ces images ayant ete acquises de mai 2009 a mai 2010 et couvrant deux periodes de croissance du riz, soit la periode de la principale recolte (saison traditionnelle du riz) et celle du printemps. En se basant sur l'analyse de la retrodiffusion temporelle des rizieres, une methode de seuillage adaptee a ete appliquee sur les images du rapport de donnees double polarisation en mode Standard (S5) acquises en debut de saison et a la mi-saison. Cette methode a permis de detecter 74 % des rizieres de la saison traditionnelle du riz et 63 % des rizieres de la saison de riz du printemps, en comparant avec des donnees statistiques de la province de Thai Nguyen. La precision globale de la classification obtenue est de 71 % pour la saison traditionnelle de riz et de 67 % pour la saison de riz du printemps. Afin d'estimer le potentiel des donnees polarimetriques RADARSAT-2 en mode fin (FQ21) pour cartographier les rizieres d'une zone heterogene, la matrice de coherence a ete choisie, parmi d'autres matrices et parametres polarimetriques, pour identifier les rizieres. La classification a ete realisee a l'aide de l'algorithme Support Vector Machine (SVM). Cet algorithme a ete egalement applique sur la seule polarisation HH en vue de comparer l'efficacite d'identification des rizieres entre la matrice de coherence et une seule polarisation. Les resultats ont montre le potentiel des donnees polarimetriques ainsi que celui de la methode de la classification par le SVM pour detecter et distinguer les rizieres dans les milieux d'utilisation du sol morcelee. La classification derivee de la polarisation HH obtient une precision globale moindre que celle derivee des donnees polarimetriques, soit 72 % contre 82 % (pour la saison traditionnelle du riz 2009) et 71 % contre 74 % (pour la saison de riz du printemps). Malgre certaines limites observees (le manque de donnees de reference ainsi que de donnees sur le terrain, le retard par rapport aux usages des pratiques agricoles du aux conditions climatiques ou economiques et la mauvaise qualite de la croissance des plantes), la methode par seuillage a permis d'identifier les rizieres du bassin versant. Ces dernieres informations ont ensuite ete integrees a la carte thematique derivee d'images SPOT-4 pour obtenir la carte finale. Cette carte sert directement a la modelisation hydrologique. Enfin, les calculs des besoins en eau pour la culture du riz ont montre que les rizieres prennent une grande proportion du debit total dans les deux sous-bassins versants utilises en exemple. Ces calculs montrent l'importance de detecter les rizieres si l'on souhaite realiser des simulations hydrologiques realistes sur le bassin versant de la riviere Câu et tendent a confirmer une des hypotheses de la these, qui est que l'identification des rizieres sur la carte d'occupation du sol ameliore les evaluations et predictions liees au cycle hydrologique. Les resultats obtenus offrent l'avantage d'ouvrir des pistes d'application des images SAR et de la classification SVM pour classifier les types d'occupation du sol, en general, et plus particulierement pour detecter les rizieres au nord du Vietnam. Ils contribuent egalement a supporter les decideurs du bassin versant pour etablir des actions concretes en matiere de gestion durable, de protection et de conservation de l'environnement, en general, et de celle de l'eau, en particulier.