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Nunieau

De Wikigeotech

Sommaire

Principes de NUNIEAU

Le logiciel NUNIEAU (NUmérisation des NIveaux d'EAU) se base sur des algorithmes de traitement d'images pour la récupération des données anciennes de type marégrammes, limnigrammes ou pluviogrammes mais peut être applicable à d'autres types de données météorologiques (barogrammes, anémomètres...) ou autres.

maregramme sete dock richelieu tempete de 1997
maregramme grau de la dent
liminigramme de marseillette


Pluiviogramme Degrad des Cannes (Cayenne).jpg
maregramme de port de bouc

 Il a été à ce jour téléchargé par environ 80 organismes de 20 nationalités.

Il a fait l'objet d'un clip vidéo "La mesure du niveau marin (CETE Méditerranée)" lors de la Campagne Littoral Méditerranéen.


WIKHYDRO - La mesure du niveau marin par Wikhydro

Historique

L'idée de NUNIEAU provient d'un besoin de la DREAL Languedoc-Roussillon (ex-SMNLR) pour la gestion des risques littoraux. Le CETE Méditerranée a mené une enquêté sur l'ensemble du Golfe du Lion pour capitaliser les informations sur les niveaux en mer et dans les étangs. Un carton avec 17 années d'enregistrement de niveaux marins à Port-Vendres sous forme de feuilles hebdomadaire a fait germé l'idée de trouver un traitement informatique plus moderne et déployable que la table à digitaliser. A ce jour, environ 150 années de données dans les étangs et en milieu maritime ont été récupérées dans le Golfe du Lion.

Le SCHAPI (Service Central d'Hydrométéorologie et de Prévision des Inondations) a ensuite demandé à améliorer cet outil pour prendre en compte les particularités des enregistrements en rivières. Quelques SPC (Services de Prévision des Crues)  ont utilisé l'outil sans généraliser la récupération des données.

Le SHOM a abandonné la table à digitaliser pour travailler avec NUNIEAU et des améliorations ont été entreprises pour prendre en compte les particularités des enregistrements maritimes dans les mers à forte marée.Il applique l'outil dans le cadre du projet ANR RiskNat MAREMOTI pour la récupération des enregistrements liés aux tsunamis à des pas de temps fins.

Survey of India a permis la traduction en anglais de l'outil pour une diffusion hors de la communauté francophone.

La DEAL Guyane (ex-DIREN) a ensuite demandé d'améliorer l'outil pour capitaliser les pluviogrammes.

La DREAL Nord-Pas de Calais fait actuellement analysé la possibilité de traiter lors du scannage les rouleaux enregistrés qui ont des longueurs de plusieurs mètres.

A coté de sa fonction de numérisation de données, il a ensuite été complété de nombreux petits outils pour le traitement de signal et aussi de couplage avec les logiciels de marée du SHOM et du LEGOS pour des analyses de qualité des données marégraphiques.

Il a fait l’objet d’un dépôt de source à l’APP Agence pour la Protection des Programmes.

Concept

principe nunieau

NUNIEAU, développé en langage Matlab, est basé sur le traitement d'image avec:

  • un algorithme de reconnaissance des couleurs, qui permet de dissocier le signal imprimé sur un fond de plan d'une autre couleur
  • des outils de calage altimétrique, temporel avec le positionnement de la feuille de base sur l'échelle temporelle et altimétrique
  • des outils de nettoyage
    • typique de style CAO ou SIG avec création de rectangles, polylignes (...) pour garder ou supprimer les zones récupérées avec la reconnaissance de couleur
    • semi-automatisé avec la création automatique de polylignes basées sur le concept qu'un signal est compris entre +/- trois fois l'écart-type. Cette option permet un gain de temps utilisateur non négligeable et de traiter des signaux photocopiés qui sont parfois la seule archive historique restante

[[Image:amelioration_pour_les_maregrammes_typique_atlantique_[port_tudy].jpg|center|thumb|400px|amelioration pour les maregrammes typique atlantique [port tudy]]]

polyligne automatique


La force de NUNIEAU réside dans l'enregistrement d'un fichier de calage associé à l'image (l'image peut en avoir plusieurs en fonction du nombre de signaux enregistrés sur la feuille,jusqu'à 14 parfois!). Cette technique est employée couramment dans le géoréférenceemnt d'images dans les outils SIG.

Ces fichiers de calage offre beaucoup de possibilités hors d'atteinte par la table à digitaliser comme:

  • une vérification possible de tous les calages
  • des changements ultérieurs sur certaines feuilles (changement d'échelle...)
  • et une capitalisation des informations sous forme de tableur avec des passerelles NUNIEAU et tableur dans les deux sens qui permettent d’industrialiser le processus pour limiter le temps de numérisation.

Cette possibilité permet à des services de pouvoir externaliser la récupération des données en sachant qu'ils pourront ensuite réceptionner rapidement les travaux effectués par le prestataire.

Pour la thématique maritime, il a été couplé avec les outils SHOM (mas) et LEGOS pour l'analyse harmonique ce qui a permis de connaitre par exemple les déphasages de la marée ou les problèmes d'amplitudes par analyse des composantes harmoniques et de ré-intégrer cela dans les fichiers de calage pour homogénéiser les signaux, comme pour la prestation pour la DREAL Languedoc-Roussillon.

La traduction dans d'autres langues est très rapide avec la demande de remplir un tableur de l'ensemble des menu.

Les outils associés

NUNIEAU comprend une palette d'outils très simples mais utiles en particulier lorsque le nombre de ligne de données dépassent les possibilités des tableurs classiques, à savoir:

  • outil de visualisation sur plusieurs graphiques superposés
  • outil de changement d'altitude, d'échelle temporelle (TU), de différences entre signaux
  • outil de changement de format entre celui NUNIEAU et ceux du SHOM...
  • des fonctions de spectre, de régression, de corrélation
  • des outils simples d'analyses statistiques
    • échantillonage max-annuel ou supérieur à un seuil
    • loi de Gumbel et du Renouvellement avec intervalles de confiance

Résultats actuels et perspectives

Des résultats avec l'outil NUNIEAU et des outils de marée associés permettent de sauvegarder et qualifier des données anciennes dont un bon exemple est l'étude "Traitement et analyse des séries marégraphiques du Golfe du Lion".

Actuellement en France, le nombre de données historiques "dormantes" est très important, pour exemple:

  • en milieu littoral, dans le Grand Port Maritime de Marseille, c'est de l'ordre de 150 années sur 4 stations et ce constat peut être généralisé à la plupart des façades,
  • pour les cours d'eau; à notre connaissances 2 SPC contactés ont eux aussi des archives de l'ordre de 400 années sur plusieurs stations,
  • pour les données pluviométriques, même si une numérisation existe, elle a souvent été opérée à des pas de temps journaliers et serait fort intéressante à des pas de temps plus fins.

Dans une problématique de gestion des risques évènementiels, mais aussi dans le contexte du changement climatique, il est fort utile de se poser la question de la sauvegarde (complète ou d'une partie) de ces données "dormantes" pour mieux comprendre les phénomènes et mieux les prévenir.C'est une démarche que la DREAL Languedoc-Roussillon a conduite sur du moyen terme pour une meilleure connaissance de son territoire..

Le concept de NUNIEAU permet de simplifier les procédures et de pouvoir envisager des travaux à grand rendement (sous-traitance) avec toujours un regard critique a posteriori des choix de numérisation effectués.

L'objectif est aussi de faire cet outil autour de la "communauté de l'eau", au niveau français et international, avec si les demandes se font le montage de formation ou d'e-learning spécifiques.

Références

Liens externes






Le créateur de cet article est Frédéric Pons
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Le créateur de cet article est Céline Trmal
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