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Utilisation du LiDAR bathymétrique pour la détermination des processus hydrodynamiques.

Aucoin, Francis (2011). Utilisation du LiDAR bathymétrique pour la détermination des processus hydrodynamiques. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 144 p.

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Résumé

Cette étude démontre l'utilisation du LiDAR bathymétrique aéroportée (ALB) pour acquérir des informations sédimentologiques et hydrodynamiques. Les données ALB ont été collectées en 2006 par le Scanning Hydrographie and Oceanographie Airbome UDAR Survey (SHOAL- 3000T) sur plus de trois sites dans la Baie-des-Chaleurs, dans l'est canadien, et les formes d'onde des intensités de retour du laser ont été analysés. Des paramètres statistiques (c'est-à-dire la moyenne, l'écart-type, le coefficient d'asymétrie et le coefficient d'aplatissement) sont extraits de la forme d'onde et corrélés à la morphologie du fond pour différents types de surface. L'ensemble de l'étude s'appui sur 252 régions d'intérêt sur différentes surfaces de 35 zones d'intérêt, c'est-à-dire sur différentes architectures sédimentaires. Les résultats démontrent que les intensités de retour sont élevées et ont une gamme plus élevée sur les flancs d'érosion des dunes actives que sur les dunes passives grâce à une plus grande densité des sédiments de surface et aux variations de pressions hydrodynamiques exercées sur les surfaces des dunes hydrauliques. Les variances sont plus élevées dans les zones de transport par charriage et en suspension dans la couche limite sur les dunes actives et plus élevées sur les zones passives où les surfaces sont bioturbées. Les variations élevées du coefficient d'asymétrie démontrent l'impact des variations de porosité sur la forme de la pulse. Les barres d'avant-côtes démontrent des tendances d:intensité moyenne et de variance sur leurs différentes surfaces. À partir de la barre jusqu'à la côte, les valeurs élevées des variances révèlent une forte porosité de la surface du fond dû à la remobilisation du sédiment dans la zone de déferlement. La passe de Bonaventure a des intensités de retour et des variances plus fortes sur le delta de jusant grâce à la présence de courants de dérive littorale et de l'action des houles. Des tendances statistiques ont été utilisées pour détecter la limite de l'action de la houle. Ces résultats démontrent une sous-estimation évaluée préalablement à 5 m de profondeur. Cela dit; ,~ les résultats doivent être corrélés avec d'autres sites. Basé sur des données ALB et des données en laboratoire, l'effet d'atténuation de la colonne d'eau, de la minéralogie à la surface du fond et des angles de rétrodiffusion sont analysés et discutés. Les résultats prouvent qu'il est possible de caractériser les processus hydrodynamiques à l'aide du SHOAL-3000T.

Abstract

This study demonstrates the use of airborne LiDAR bathymetry (ALB) to derive sedimentological and hydrodynamical information. ALB data were collected in 2006 with the Scanning Hydrographie and Oceanographie Airborne LiDAR Survey (SHOAL-3000T) over three test sites in eastern Canada and the laser return intensity waveforms were analysed. Statistical parameters (i.e. mean, standard deviation, skewness coefficient, kurtosis coefficient) were extrated from the waveforms and correlated to bedform morphology for different bedform morpho-types. ALB benthic return intensities are found to have higher range on active dune stoss-sides than on passive dunes due to the effect of hydraulic variation pressures on hydraulic dunes. On active zones, standard deviation values are higher in bedload and suspended sediment transport zones. Skewness coefficient variations demonstrated the impact of porosity variations of active dunes on the waveform of the pulse and standard variations are higher in bioturbated surfaces of passive zones. Offshore bars demonstrated return intensities and standard deviation trends on their different surfaces. From the bar to the coast line, high standard deviation values demonstrated higher porosity surfaces due to the sediment remobilization in the vortex zone (swell zone). The ebb-tidal delta of the inlet of Bonaventure demonstrated higher intensity and standard deviation values caused by the effect of longshore currents and wave'action. Statistical trends are found to detect the limit of the action of swell waves. Results show that there is probably beforehand underestimation of 5 m deep from others studies. Having said that, results have to be precise and correlate with others sites. Based on ALB data and lab data, the effect of water attenuation, of bedform mineralogy and backscattering angles are analyzed and discussed. Results proved the SHOAL-3000T system's capacity to characterize hydrodynamical process.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Long, Bernard
Mots-clés libres: LiDAR bathymétrique; processus hydrodynamiques; paramètre statistique; architectures sédimentaires; pulse; SHOALS-3000T; logiciel IDL-Envi
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 18 juin 2013 18:00
Dernière modification: 06 nov. 2015 19:32
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1350

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