Atelier Litto3D GEOPAL - Nantes 22 mars 2013
Litto3D® : un socle géographique commun
pour le littoral
Atelier Litto3D
GEOPAL
Nantes – 22 mars 2013
Vincent Lamarre (SHOM)
Atelier Litto3D GEOPAL - Nantes 22 mars 2013
Sommaire
Litto3D® - Contexte et enjeux
Litto3D® - Nouvelles données – Lidar bathy
Litto3D® - Point d’avancement
Litto3D® - Produit et diffusion
Quelques applications
Atelier Litto3D GEOPAL - Nantes 22 mars 2013
Établir un modèle altimétrique à haute
résolution, précis, continu terre-mer, sur
l’ensemble du littoral :
données vérifiées et qualifiées
données standardisées, facilitant le partage
d’expériences, le développement d’applications
et leur utilisation
mise en commun des efforts et partage de
l’information.
Litto3D® - Contexte
Programme mené par les deux opérateurs nationaux de
l’information géographique de référence, le SHOM et l’IGN
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Litto3D® - Les besoins
4
Prévention et gestion des risques
Nécessité de disposer d’un
socle de données de référence
utilisable par le maximum
d’acteurs
Protection de l’environnement
Développement économique Aménagement du littoral
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Le programme Litto3D est une réponse :
aux décisions du comité interministériel de la mer (CIMER) d’avril 2003 et du comité interministériel d'aménagement et de développement du territoire (CIADT) de septembre 2004 :
« le SHOM et l’IGN doivent s’associer afin d’étudier la manière de produire le référentiel géographique du littoral (RGL) »
aux décisions du CIMER de décembre 2009 :
« l’établissement d’un référentiel continu et précis de notre littoral […] est indispensable pour l’aménagement du territoire, le développement de projets et la prévention des risques »
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la directive cadre sur l’eau (2000),
la directive inondations (2007),
la directive cadre de la stratégie sur le milieu marin (2008),
ainsi qu’aux axes relatifs à l’amélioration de la connaissance
décrits dans le Plan submersions rapides 2011-2016 (février
2011), et dans la Stratégie nationale de gestion intégrée du
trait de côte (mars 2012), du ministère du développement durable
Il permet également de répondre aux obligations nées des
directives européennes :
Le programme Litto3D est une réponse :
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Un modèle altimétrique précis et continu terre-mer
Emprise
• terre : altitude 10 m et au moins 2 km à partir du trait de côte
• mer : isobathe 10 m (étendu à 20 / 30 m dans certaines zones)
Sur terre
• précision verticale 20 cm
• résolution métrique
• filtré du sursol
En mer
• précision verticale 50 cm
• résolution 5 m
Litto3D® "socle géographique commun pour le littoral"
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Sommaire
Litto3D® - Contexte et enjeux
Litto3D® - Nouvelles données – Lidar bathy
Litto3D® - Point d’avancement
Litto3D® - Produit et diffusion
Quelques applications
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Litto3D® : données actualisées
Levé LIDAR TOPOGRAPHIQUE
SMF
Plus haute mer astronomique coeff 120
Levé LIDAR BATHYMETRIQUE
Plus basse mer astronomique coeff 120
Levé LIDAR TOPOGRAPHIQUE
SMF
Plus haute mer astronomique coeff 120
Levé LIDAR BATHYMETRIQUE
Plus basse mer astronomique coeff 120
LIDAR = LIght Detection And Ranging
« Mesure de distance par détection de lumière »
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1064nm
532nm
XYZ + Attitude
Waveform
t0 Surface
t1
Fond
t2
Litto3D® : technologie lidar aéroporté
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Balayage par système
de miroir basculant
Litto3D® : technologie lidar aéroporté
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Speed
80 m/s
70 m/s
Flight altitude
1200 m
400 m Pulse frequency
100 kHz
1 to 3 kHz
1,00 m
2 to 5 m
Angle of scan
20° Vertical accuracy (95%)
15 cm
40 cm
swath
800 m
220 m
Main parameters ALTopo ALBathy (typical values)
Litto3D® : technologie lidar aéroporté
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Principales limitations
Turbidité
Déferlement
Principaux avantages
Levé dans des zones inaccessibles aux moyens
classiques
Rendement, rapidité d’exécution
Litto3D® : technologie lidar aéroporté
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Chaussée de Sein
Baie du Lazaret
Litto3D® : technologie lidar aéroporté
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Rendement :
Languedoc-Roussillon
Levé LiDAR
Fonds 0-15 m
20 jours sur zone – 9 journées de vol (45 h cumulées)
400 km² couverts Levé SMF
Fonds 5-10 m
5 jours sur zone – 1 journée BH2 et 3 journées VH
4 km² couverts
Litto3D® : technologie lidar aéroporté
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Semis de points
Format LAS 1.1 (.las)
Bathy lidar
Couplage levé lidar bathy classique & lidar topo-bathy à haute résolution
5*5
Litto3D® : technologie lidar aéroporté
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Semis de points
Format LAS 1.1 (.las)
VSW topo-bathy lidar
Couplage levé lidar bathy classique & lidar topo-bathy à haute résolution
5*5
0,7*0,7
Litto3D® : technologie lidar aéroporté
Bathy lidar
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Ouessant – Porz ar Lan
Sea surface
VSW topo-bathy lidar (RIEGL)
Litto3D® : technologie lidar aéroporté
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Ile de Sein
Litto3D est cofinancé par l’Union européenne. L’Europe s’engage en Bretagne avec le Fonds
européen de développement régional.
Litto3D® : technologie lidar aéroporté
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Le SHOM a utilisé la plupart
des systèmes disponibles
Litto3D® : technologie lidar aéroporté
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Sommaire
Litto3D® - Contexte et enjeux
Litto3D® - Nouvelles données – Lidar bathy
Litto3D® - Point d’avancement
Litto3D® - Produit et diffusion
Quelques applications
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Partie terrestre
Intégralement programmée et financée grâce à l’accélération du programme
à l’initiative de la direction générale de la prévention des risques
Fin prévue mi-2013
Partie maritime
Nécessite des collaborations régionales pour la mise en place des
financements, notamment financements européens
40 % de la production réalisée ou en cours
60 % reste à lancer
Litto3D® - Avancement du programme
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Parties terrestres et
maritimes produites
ou programmées
Partie terrestre
produite ou
programmée
Litto3D® - Avancement du programme
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Antilles
Martinique
Guadeloupe
Océan Indien Reunion
Mayotte
Iles Eparses
France métropolitaine
Languedoc-Roussillon
2009 et 2011
Var 2010
PACA 2012
Finistère
Litto3D® - Avancement du programme
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Sommaire
Litto3D® - Contexte et enjeux
Litto3D® - Nouvelles données – Lidar bathy
Litto3D® - Point d’avancement
Litto3D® - Produit et diffusion
Quelques applications
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Semis de points
Format XYZC (.xyz)
Modèle maillé – 1 m & 5 m
Format Arc ASCII Grid (.asc)
Spécifications techniques du produit Litto3D v1.0 - v1.5 du document :
Produit Litto3D®
• Propriétaire du produit : IGN & SHOM
• Diffusion libre : licence Opendata « Licence Ouverte / Open Licence »
version 1.0 d’octobre 2011 (Etalab)
Litto3D® - Produit & Diffusion
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50 couches géographiques
Co-visualisation de couches d’autres portails
Diffusion Inspire
• Conformité pour les services de consultation, de téléchargement, de changement de projection
Data.shom.fr Litto3D® - Produit & Diffusion
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Data.shom.fr Litto3D® - Produit & Diffusion
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Dynamique autours de la diffusion / valorisation des données Litto3D
Diffusion des données
Formation des utilisateurs
Capitalisation – Valorisation de la donnée Litto3D
Litto3D® - Diffusion & Valorisation
Valorisation de la donnée en ligne
Groupe de travail
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Sommaire
Litto3D® - Contexte et enjeux
Litto3D® - Nouvelles données – Lidar bathy
Litto3D® - Point d’avancement
Litto3D® - Produit et diffusion
Quelques applications
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Réalisation de simulations de propagation de vagues avec deux
types de données : données existantes Histolitt et données
Litto3D
Prise en compte exactement des mêmes conditions
océanographiques (mêmes trains de vagues) : seule la
bathymétrie change
Evaluation de l’influence de la bathymétrie sur les hauteurs de
vagues et le déferlement à la côte
Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
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Zone de simulation autour de Molène
Disponibilité à la fois de données Litto3D et Histolitt
Houle de 6 mètres au large, avec une période de 18 s
Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
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Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
Etude du Wave Set-Up sur des profils 1D
Wave set-up = Augmentation du niveau moyen à la côte
due aux vagues
Facteur de submersion différent du déferlement
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Exemple de profil n°1
données Histolitt données Litto3D
Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
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Comparaison des données de bathymétrie le long du profil
données Histolitt « relativement » proches de Litto3D ; biais d’Histolitt vers la « surface », i.e. vers la sécurité de la navigation
représentation plus « molle », compte tenu des différences de résolution
côte large
Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
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hauteur significative des vagues
différence significative de plusieurs mètres vers 600 m
grande différence au niveau de la côte :
Histolitt : décroissance de la hauteur = déferlement
Litto3D: croissance de la hauteur = levage
Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
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Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
wave setup
grande différence au niveau de la côte :
setup en haut de plage 50% plus important avec Histolitt plutôt que Litto3D
différence de surcôte de plusieurs décimètres pour une houle incidente de 6 m
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Exemple de profil n°1 : conclusion
Influence très importante de la bathymétrie même dans
un cas où les bathymétries étaient en « apparence »
relativement proches
données de précision insuffisante conclusions
potentiellement erronées et contraires à la réalité
forte influence au niveau de la côte, tant pour la hauteur de
vagues que pour le setup
Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
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Exemple de profil n°2
données Histolitt données Litto3D
Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
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Comparaison des données de bathymétrie le long du profil
détection d’un haut-fond dans les données Litto3D vers 750 m
largeur de l’ordre de la dizaine de mètres : représentation très
lissée dans les données Histolitt
côte large
Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
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hauteur significative des vagues
modification drastique du champ de vagues par le haut-fond
haut-fond = zone de déferlement (cf. planche suivante)
Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
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wave setup
vagues déferlent fortement au-dessus du haut-fond
conséquence : différence significative à la côte
Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
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Exemple de profil n°2 : conclusion
Influence également très importante de la bathymétrie
forte sensibilité aux accidents bathymétriques = déclencheur
du déferlement des vagues
bathymétrie fine nécessaire pour détecter de tels accidents
d’une largeur décamétrique
Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
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Conclusions ANR RiskNat 2008 MAREMOTI (Marégraphie, observations de
tsunamis, modélisation et études de vulnérabilité pour le nord-est Atlantique et la Méditerranée occidentale)
Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
Extrait du rapport final du projet (ANR-FORM-090601-01-01) :
« MAREMOTI a montré que l’usage de MNT lidar (Litto3D) améliore la modélisation de
l’aléa grâce à la très grande fidélité morphologique, point fondamental dans le cas des
vagues modérées attendues en Méditerranée occidentale. »
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Conclusions ALDES CEA – BRGM
Litto3D® - Applications
Submersion marine – Vulnérabilité
Extrait du rapport final du projet :
« Importance de la résolution des calculs pour une
estimation réaliste de la submersion à terre ; les calculs à
haute résolution sont notamment rendus possibles grâce
au programme Litto3D. L’utilisation ces données permet
notamment la prise en compte de petits reliefs à même
d’influer sur le comportement de la vague (blocage par une
dune ou au contraire intrusion dans un passage ; effet de
la bathymétrie sur le déferlement des vagues…). »
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
Typology of nearshore bars in the Gulf of LionsWith LiDAR technology
- Transitional stage in comparison to the classical classifications• Configuration of bars more complex than in the literature (Wright and Short, 1984; Lippmann and Holman, 1990; Aagaard, 1991; Short, 1992; Short and Aagaard, 1993; Ferrer et al. 2009...)• Transitional stage can to remain in medium time scale (Ferrer et al., 2009)
- New synthesis of the nearshore bars typologies in the Gulf of Lions• General configuration according to the first classification by Barusseau and St. Guily• Little morphological change since 30 years• Additional morphological precision
- Complex inner system with observation of Low-Beach Bar (LBB)• Seems different from those described in the literature: SPAW (Almar, 2010; Wijnberg, 2007); Rip Head Bar (Brander, 1999; Brander, 2000); Low Tide Step (Shand, 2007)
• More stable than those described in the literature after field observations (Ferrer et al., 2009)
• Important because they modify the hydrological circulation and sediment transport in shallow water
-Significant alongshore variation• Several configurations over short and medium distances
Confirmation of the contribution of airborne LiDAR technologyin coastal morphological study
Introduction 1. Study area 2. Methodology 3. Results 4. ConclusionIntroduction 1. Study area 2. Methodology 3. Results 4. Conclusion
Aleman et al. ICS 2011, Szczecin, Poland, 9-14 May
2011
Typology of nearshore bars in the Gulf of Lions (France)
using LIDAR technology
Nicolas Aleman, Nicolas Robin, Raphaël Certain, Cyril Vanroye,
Jean-Paul Barusseau, Frédéric Bouchette
11th International Coastal Symposium
Szczecin, Poland, 09-14 May 2011
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Litto3D® - Applications
Gestion du trait de côte et des sédiments
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L’Espiguette
Litto3D® - Applications
105m
Levé 2009 Levé 2011
Gestion du trait de côte et des sédiments
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L’Espiguette
Litto3D® - Applications
LR 2011
LR 2009
Gestion du trait de côte et des sédiments
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Merci pour votre attention
Questions ?