Extraction du réseau hydrographique

L'extraction du réseau hydrographique à des fins cartographiques ou pour des analyses spatiales peut être réalisée manuellement ou automatiquement.

De nombreuses analyses de vulnérabilité à la contamination par des polluants impliquent ainsi de disposer d'un réseau hydrographique.

Si vous ne disposez pas d'une couche vecteur du réseau hydrographique sur le bassin versant étudié, la phase d'extraction est incontournable.

Méthode

La méthode manuelle d'extraction du réseau hydrographique à partir de fond de cartographique est illustrée dans la vidéo suivante :

Complément

Il est également possible d'extraire le réseau hydrographique automatiquement à partir d'un MNT[1] au sein d'un SIG[2] Raster (comme QGIS, Vertical Mapper ou ArcGIS).

La vidéo suivante illustre les étapes d'extraction d'un réseau hydrographique et les limites de la méthode automatique.

Simulation

L'extraction du réseau de rivière implique au préalable d'utiliser la fonction r.watershed comme précédemment décrite en jouant sur le seuil d'apparition des rivières (pris à 400 pixels dans l'exemple d'extraction des bassins versants).

Ce seuil égal à 25ha pour des pixels de 25 m correspond par exemple au seuil déterminé en Bretagne sur granit pour voir apparaître des rivières pérennes.

Ce seuil est à adapter dans chaque contexte pour être au plus près du chevelu de rivières observé.

Le passage du plan riv400 (voir section sur extraction automatique des bassins versants) à une couche vecteur nécessite deux outils GRASS :

  1. r.thin, qui va permettre de faciliter la vectorisation d'un réseau raster

  2. r.to.vect.line, pour la vectorisation du cours d'eau

Les deux figures ci-dessous illustrent les résultats obtenus avec ces deux fonctions utilisées successivement :

A partir du MNT de la Doller, extrayez le réseau hydrographique (au format vecteur) en proposant le seuil amont le plus adapté. Vous pouvez vous appuyer sur le réseau de rivières (BD Topo de l'IGN).

Attention

L'étape précédente d'extraction automatique a montré ses limites à extraire correctement la position du réseau hydrographique notamment au sein du lit majeur.

Cette limite est liée à la qualité du MNT[1] et à d'éventuels déplacements du cours d'eau notamment lorsque la force hydraulique était utilisée dans le passé pour alimenter des moulins ou des usines. Ainsi sur certains tronçons, le cours d'eau ne se situe pas forcément au creux des vallées.

Pour pallier à ces limites, le MNT peut être enrichi grâce à des données externes lorsque la position du réseau est connue. L'intérêt est alors d'utiliser un MNT qui est utile sur les versants pour extraire les écoulements et qui est corrigé dans les zones où il peut montrer des limites (zones planes de confluence, zones monotones en termes d'altitude).

La vidéo suivante illustre les étapes de la méthode dite de la rivière brûlée (river burning) qui enrichit/corrige la topographie du MNT en fonction de la position connue du réseau hydrographique.

L'effet de ce traitement est discuté dans la vidéo suivante :

Simulation

En repartant de l'étape d'extraction automatique du réseau hydrographique de la Doller à Dolleren, appliquez la méthode de la rivière brûlée et comparez les deux réseaux obtenus (avec et sans enrichissement du MNT[1] à l'aide du réseau existant de la BD Carthage de l'IGN.