APPLICATION OF SATELLITE RADAR ALTIMETRY TO THE STUDY OF HYDROLOGICAL PROCESSES IN THE WETLANDS OF THE AMAZON BASIN
APPLICATION DE L'ALTIMÉTRIE SPATIALE À L'ÉTUDE DES PROCESSUS HYDROLOGIQUES DANS LES ZONES HUMIDES DU BASSIN AMAZONIEN
Résumé
This thesis proposes the development of a methodology to analyze the space and time variability of the hydrologic processes in the Amazon basin wetlands by radar altimetry. Given the little number of studies dedicated to the validation of these data for continental water, this work included an extensive validation of the data of the missions ENVISAT and ERS-2 on various objects of the Amazon basin. We have used an original method allowing a fine selection in 3D of measurements and application of dedicated corrections such as the off-nadir effect. This method improved the quality time of water stages times series. The altimetry time series were then coupled with MODIS images to study the variations of volumes stored in the wetlands and were used to analyze the space and time variability of the hydrological cycle at the catchment scale. Validation between altimetry series at crossovers or between altimetry series and gauges result in RMS ranging between 12 to 226 cm for ENVISAT (Ice-1 and Ice-2) and from 32 to 197 cm for ERS-2 (Ice-2). These time series highlight the geographical variations of the hydrological cycle according to the connections and relative position of the main river stems, the lakes and the swamps. With the analyses of integrated altimetry and MODIS images, it is shown that it is possible to describe the seasonal variation of the hydrological cycle in wetlands starting using satellite measurements.
Cette thèse propose le développement d'une méthodologie d'utilisation des données d'altimétrie satellitaire radar pour l'analyse de la variation spatio-temporelle des processus hydriques dans les zones humides du bassin Amazonien. Etant donné le faible nombre de travaux publiés sur le sujet pour les eaux continentales, ce travail a inclus une validation extensive des données d'altimétrie satellitaire des missions ENVISAT et ERS-2, sur divers objets du bassin Amazonien. Nous avons utilisé une méthode originale permettant une sélection fine en 3D des mesures et l'application de corrections de mesures inclinées. Cette méthode a permis d'améliorer sensiblement la qualité des séries de niveau d'eau. Les séries temporelles altimétriques ont été alors couplées avec des images MODIS pour l'étude des variations de volumes stockés dans les zones humides et utilisées pour analyser la variabilité spatio-temporelle du cycle hydrologique à l'échelle des sous-bassins. Du point de vue de l'altimétrie satellitaire. Les validations conduisent avec des traces entre elles au niveau de points de croisement ou des données in situ résultent en RMS qui varient de 12 à 226 cm pour ENVISAT (Ice-1 et Ice-2) et de 32 à 197 cm pour ERS-2 (Ice-2). Ces séries temporelles mettent en évidence la grande variabilité spatiale du cycle hydrologique, selon la connexion et la position relative entre les lits principaux, les lacs et les marécages. En ce qui concerne l'analyse intégrée d'altimétrie et d'images MODIS, elle a montre qu'il est possible de mettre en évidence la saisonnalité du cycle hydrique dans des zones humides a partir d'informations satellitaire.