bassin
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1. laboration d une cha ne de traitement pluviom trique et application au calcul automatique de lames pr cipit es bassin versant de l Ogoou au Gabon Gil MAH 1 Fran ois DELCLAUX 2 Anne CRESPY 2 R SUM La cha ne de traitement des donn es pluviom triques d velopp e au Laboratoire d hydrologie de l Orstom Montpellier dispose des outils n cessaires pour passer des donn es brutes leur repr sentation cartographique Cette cha ne int gre des fonctions de critique des donn es de calcul statistique reconstitution de valeurs man quantes calculs de moyennes temporelles et surfaciques interpolations etc et de cartographie On compare les r sultats des calculs manuel et automatique dans le cas de la d termination des hauteurs annuelles de pr cipitation sur le bassin versant de l Ogoou au Gabon la station de Lambar n Sur la p riode de 1951 1989 les deux m thodes donnent des r sultats tr s proches Morts CL S Pluviom trie Traitement num rique Interpolation Spline Cartographie automatique Bas sin versant de Ogoou Gabon ABSTRACT ELABORATION OF A RAINFALL PROCESSING CHAIN AND APPLICATION TO THE AUTOMATIC CALCULATION OF THE DEPTH OF RAIN FALL CASE STUDY OF THE OGOOU RIVER GABON The Orstom Laboratory of Hydrology has developed a rainfall data processing chain which includes conven ient tools to transform raw data into statistical or cartographic representat2. ment de cette tude pour analyser les relations entre la s rie de Thiessen et des s ries automatiques pour diff rents pas et pour diff rents degr s de d gradation du fichier de donn es cela pour plusieurs bassins de diff rentes tailles et de diff rents r gimes climatiques Hydrol continent vol 9 n 2 1994 169 180 179 G MAH F DELCLAUX A CRESPY L tape la plus longue reste la g n ration du fichier de pluies op rationnel au pas de temps voulu en sortie de MVR rec partir de ce fichier l ex cution des t ches sur station de travail est routini re et tr s rapide Enfin cette cha ne a t labor e pour travailler l chelle annuelle ou pluriannuelle Le traitement des don n es mensuelles ne peut pas s effectuer compl tement automatiquement En particulier le logiciel MVR n est pas adapt au traitement de donn es au format mensuel De plus le traitement de donn es mensuelles avec MVR et en particulier la reconstitution de valeurs manquantes est d licat du fait de la forte variabilit spatio temporelle des pluies cette chelle de temps REMERCIEMENTS Nous remercions le Laboratoire d hydrologie de l Orstom Montpellier d avoir accueilli et aid au financement des programmes de recherche et de d veloppement qui ont t n cessaires la r alisation de cette cha ne de traitement Nous sommes galement tr s reconnaissants tous ceux qui ont uvr l laboration des l
3. cas mais plut t de montrer d une part la fonctionnalit de la cha ne de traitement et d autre part la bonne qualit des r sultats de lin terpolation en g n ral tout en sachant que l interpolation par krigeage est une m thode plus int ressante mais ga lement plus longue mettre en place Pour simplifier la pr sentation des r sultats nous utilisons la m thode spline dans notre exemple Un probl me important avec cette m thode est qu elle g n re des valeurs qui tendent vers lin fini quand il n y a pas d information pour supporter l interpolation ce qui se produit sur les limites des zones tu di es et dans les espaces pauvres en postes pluviom triques l int rieur des bassins Nous tenons compte de cet as pect en r alisant une couverture de postes pluviom triques d bordant largement les limites du bassin ce qui repousse les valeurs interpol es les moins fiables en dehors du bassin En outre la r partition des postes pluviom triques si elle n est pas homog ne dans l espace est en relation avec la variabilit spatiale des pluies puisque le nombre de postes est plus lev dans le sud du bassin o la variabilit spatiale est la plus forte et plus faible dans le nord o la variabilit est faible CARR 1978 On choisit alors une grille r guli re dont on d finit le pas au dixi me de degr pr s On peut ainsi modifier le pas en fonction de la densit du r seau d observation voire tra
4. compl mentaire d utilisation du logiciel MVR Montpellier Orstom Laboratoire d hydrologie 17 p MAH G LERIQUE J OLIVRY J C 1990 L Ogoou au Gabon Reconstitution des d bits manquants et mise en vi dence de variations climatiques l quateur Hydrol continent 5 2 105 124 POUGET J C 1987 Spatialisation de donn es en hydrologie Mise au point d une cha ne de traitement et application des donn es pluviom triques sur la Guadeloupe DEA Hydrol option Sci de l eau et am nagement Montpellier USTI Orstom 39 p SCHNEIDER G 1990 SPATTAL Logiciel d analyse et de traitement de donn es spatialis es Centre Orstom Guade loupe Manuel utilisateur 116 p THAUVIN V 1992 Notice d utilisation du logiciel SPATIAL Montpellier Orstom Laboratoire d hydrologie 229 p 180 Hydrol continent vol 9 n 2 1994 169 180
5. de l Ogoou partir du fichier des v nements 0g0 f12 et du fichier du contour du bassin brogo f91 Ce calcul effectu par spline est r a lis en trois temps Hydrol continent vol 9 n 2 1994 169 180 173 G MAH F DELCLAUX A CRESPY a interpolation des valeurs de pluie par spline aux n uds d une grille r guli re b s lection des points de grille se situant l int rieur de la surface d crite par bvogo f91 c calcul de la moyenne des valeurs aux stations s lectionn es Le fichier r sultat est au format FTS16 et a t appel brogo f16 Si on avait g n r plusieurs contours sous le nom de brogo f91 des contours de sous bassins par exemple on aurait calcul automatiquement les pluies moyennes sur tous les sous bassins On peut donc maintenant travailler avec CARTOVL avec comme fichiers d entr e ogo f15 grille pour isovaleur 2D ogo f12 identification des stations et des v nements cogo f91 trac des c tes les et lacs fogo f91 trac des fronti res rogo f91 trac des fleuves et rivi res bvogo f91 contour ferm du bassin versant de Ogoou Lambar n brogo f16 valenrs moyennes surfaciques pour le contour et pour un pas d interpolation VISUALISATION ET RESTITUTION DES R SULTATS Les cinq figures qui suivent sont des exemples de sorties obtenues avec CARTOVL sur imprimante PostScript La figure 1 est obtenue partir des fichiers cogo
6. f91 les c tes en trait continu double paisseur fogo f914 les fronti res en tiret triple paisseur rogo f91 les rivi res en trait continu simple paisseur brogo f91 le contour du bassin versant de Ogoou en pointill quadruple paisseur Sur la figure 2 on fait appara tre la localisation des stations pluviom triques utilis es tir e du fichier ogo f12 par rapport aux c tes fronti res et limites du bassin versant de l Ogoou cogo f91 fogo f91 et bvogo f91 La figure 3 est extraite des m mes fichiers que ceux utilis s pour r aliser la figure 2 Dans ce cas l on n a pas demand l impression des noms des stations par contre on a demand l impression des isovaleurs de 1 500 mm 2 100 mm Les valeurs de minimum et maximum sur la grille sont par ailleurs indiqu es sur l cran Sur cette fi gure 3 les isohy tes sont relatives la p riode 1951 1989 Sur les figures 4 et 5 on a supprim l impression de la localisation des stations Sur la figure 4 on repr sente les isohy tes pour deux p riodes 1951 1969 et 1970 1989 Les isovaleurs vont respectivement de 1 500 mm 2 200 mm et de 1 400 mm 2 100 mm Les d bits de l Ogoou sont un peu plus forts durant la premi re p riode et les crues de printemps comparables en d bits celles d automne MAH et al 1990 On constate entre les deux p riodes une nette restriction des pluies sup rieures 2 000 mm dans le sud de la poche les crues
7. interannuelles calcul es par interpolation spline au pas de 1 pour deux p riodes de la s rie 1951 1989 En haut la p riode 1951 1969 exc dentaire en pluie en bas la p riode 1970 1989 d ficitaire On observe une diminution d environ 200 mm dans le sud ouest du bassin tandis que dans le nord est les isohy tes varient tr s peu 176 1952 1961 1966 9 10 1 12 13 14 15 1954 1958 1983 13 14 15 Fic 5 Isohy tes moyennes interannuelles calcul es par interpolation spline au pas de 1 pour deux groupes d ann es de la s rie 1951 1989 En haut les ann es 1952 1961 et 1966 correspondant aux modules les plus forts en bas les ann es 1954 1958 et 1983 correspondant aux modules les plus faibles En ann e humide les pluies sont particuli rement abondantes sur la fa ade maritime du bassin alors que les variations sont tr s faibles dans le nord ouest du bassin sur le bassin versant de l Ivindo Hydrol continent vol 9 n 2 1994 169 180 Cha ne de traitement pluviom trique Calcul manuel M thode des polygones de Thiessen Les valeurs de pluie annuelle sont calcul es partir des polygones de Thiessen d finis par LERIQUE pa ra tre repris dans MAH et al 1990 Les donn es de 23 stations gabonaises et de 6 stations congolaises ont t utilis es fig 6 le choix de ces stations ayant t d termin suivant trois crit res longueur et qualit des enregis tre
8. ments de cette cha ne Manuscrit accept par le Comit de r daction le 7 f vrier 1995 BIBLIOGRAPHIE BERLAND R 1987 Cartographie d une variable deux dimensions Trac d isoraleurs Animation d images Rapport de stage pour le dipl me d ing nieur en informatique et gestion USTL ISM Orstom 82 p BOYER I F CRESPY A DIEULIN C GUISGAFRE J Raous P 1992 PLUFIOM 2 1 logiciel de donn es pluviom triques Montpellier Orstom Laboratoire d hydrologie Manuel d utilisation BRUNET MORET Y 1979 Homog n isation des pr cipitations Cah Orstom s r Hydrol 16 3 4 147 170 CARR P 1978 Fleuves et rivi res du Gabon Diversit des r gimes hydrologiques R bublique gabonaise Centre na tional de la recherche scientifique et technologique Section d tudes et recherches en hydrologie 24 p 2 cartes COCHONNEAU G HEZ G S CHET P L H TE Y 1992 MFR 1 5 Logiciel pour la critique l homog n isation et la synth se d observations pluviom triques Paris Orstom Coll LOGOrstom 210 p 6 disq CRESPY A DELGLAUX F CAZENAVE F LEBEL T 1991 CARTOFL 2 0 Logiciel de trac de fonds cartogra phiques et d isovaleurs 2D et 3D Montpellier Orstom Laboratoire d hydrologie 66 p DELCLAUX F LAWIRA C 1988 LEICA Logiciel d extraction interactif pour la cartographie Montpellier Orstom Laboratoire d hydrologie Manuel utilisateur
9. r partissent les applications par th me et par type de machine Les crit res de choix ont t essentiellement la puissance de calcul et les capacit s graphiques des stations de travail d une part et la standardisation internationale et la grande diffusion du compa tible PC d autre part DESCRIPTIF DES LOGICIELS PIUVIOM Logiciel de gestion et de traitement de donn es pluviom triques BOYER et al 1992 saisie consultation correction de donn es pluviom triques pas de temps journalier et variable saisie consultation correction des donn es relatives aux postes stations appareillages ditions diverses annuaires tables inventaires TABLEAU I R partition des applications disponibles dans la cha ne de traitement par th me et par type de syst me d exploitation Fonction MS D0OS UNIX Gestion de donn es PLUVIOM BADINAGE Critique des donn es MVR Traitement g ostatistique SPATIAL Spline Krige Vario Cartographie ACA CARTOVL ACA LEICA Divers FTS STATIONS 170 Hydrol continent vol 9 n 2 1994 169 180 Cha ne de traitement pluviom trique pr paration de donn es pour utilisation hors PLUVIOM extraction pas de temps quelconque dans des fi chiers de travail de formats divers mise jour de donn es partir de p riph riques divers num riseurs cartouches magn tiques BADINAGE Banque de donn es int gr e pour l analyse des grains et v nement
10. 5 sur le bassin versant de l Ogoou Lambar n calcul es par m thodes de Thiessen et spline pour les 40 pas de maillage en abscisse CONCLUSION ET PERSPECTIVES La cha ne de traitement pluviom trique remplit donc plusieurs fonctions critique des donn es reconstitution des valeurs manquantes calcul de moyennes sur diverses p riodes de temps calcul de grilles de valeurs et de moyennes surfaciques repr sentation cartographique des r sultats sous forme de trac d isovaleurs ou de trac de contours ha bill s Cette cha ne constitue un outil op rationnel adapt au traitement et la visualisation des donn es pluviom triques couramment utilis es en hydrologie et voluera en fonction des besoins des utilisateurs Dans le cas du calcul de moyennes surfaciques le gain de temps est consid rable puisqu il n a fallu qu une journ e pour effectuer toutes les op rations d crites ci dessus sur station de travail et en particulier pour calculer les pluies moyennes annuelles sur le bassin versant de Ogoou pour 39 ann es Les valeurs obtenues manuellement sont tr s similaires celles obtenues automatiquement par la cha ne de traitement D une fa on g n rale il semblerait que les r sultats les meilleurs soient obtenus en choisissant un pas d interpo lation le plus proche possible de la densit r elle du r seau d observation Un travail a d j t initi en prolonge
11. 97 p DELCLAUX F 1989 Les fichiers de travail standard FTS Montpellier Orstom Laboratoire d hydrologie 65 p DELGLAUX F 1991 Les biblioth ques d outils Montpellier Orstom Laboratoire d hydrologie 50 p DELCLAUX F 1992 ACA Logiciel d acquisition de cartes Montpellier Orstom Laboratoire d hydrologie 24 p Hez G 1977 L homog n t des donn es pluviom triques Cak Orstom S r Hydrol 14 2 129 172 Hiez G RaNCAN L Costra BARROS M PEDROLLO O 1986 Le vecteur r gional et les fluctuations clima tiques Jn Climat et d veloppement s minaire Orstom 15 16 oct 1985 Paris Orstom Coll Colloques et S mi naires 113 122 LERIQUE J para tre Fleuves et rivi res du Gabon Paris Orstom Coll Monographies Hydrologiques L H TE V 1985 Verification of data quality and homogeneity through the method of annual rainfall indices vec tor In International Workshop on the correction of precipitation measurements 1 3 april 1985 Z rich CH B Sevruk Ed Z rcher Geographische Schriften n 23 263 268 L H TE Y 1987 Essai de constitution d un historique des stations pluviom triques Critique initiale des donn es de pluviom trie journali re In Deuxi mes Journ es Hydrologiques de l Orstom Montpellier 16 17 septembre 1986 Paris Orstom Coll Colloques et S minaires 117 167 L H TE Y 1990 Notice
12. artographiques standard FTS FTS Logiciel de passerelle de fichiers entre diff rents formats DELCLAUX 1989 DELCLAUX 1991 prise en compte de formats FTS UNTRAS DXF STATIONS Logiciel de modification des fichiers spatiotemporels stations FTS12 extraction de stations et des valeurs associ es par red finition d une nouvelle zone g ographique et archi vage dans un nouveau FTS12 EXEMPLE DE TRAITEMENT AUTOMATIQUE DANS LE CAS DU BASSIN VERSANT DE L OGOOU LA STATION DE LAMBAR N 203 500 km Le bassin de l Ogoou a t retenu pour ce test pour plusieurs raisons Il a d j fait l objet d une tude sur son fonctionnement hydroclimatologique et sur les variations interannuelles de pluies et d bits MAH et al 1990 Pour notre sujet comparaison entre valeurs de Thiessen et interpolation il pr sente en outre deux int r ts ma jeurs sa surface importante o se distinguent plusieurs types de reliefs et de climats et sa position au sein de l Afrique centrale ce qui lui assure une bonne couverture pluviom trique aussi bien l int rieur du bassin qu sa p riph rie ainsi que des enregistrements de longue dur e sur un grand nombre de postes GESTION ET CRITIQUE DES DONN ES Pour tudier les pluies sur le bassin versant de l Ogoou il faut des informations pluviom triques sur trois tats africains le Gabon le Cameroun et le Congo Les donn es pluviom triques sont archiv es pa
13. de printemps se formant majoritairement dans le sud tandis que la situation volue peu dans le nord hormis un l ger agrandis sement de la petite enclave centrale d ficitaire les pluies du nord participant majoritairement aux crues d automne Enfin on pr sente sur la figure 5 les isohy tes moyennes interannuelles correspondant des situations de types hu mide et sec combinaison des valeurs annuelles des trois ann es de modules les plus forts et les plus faibles de l Ogoou Lambar n en haut la moyenne des ann es humides 1952 1961 et 1966 les isovaleurs vont de 1 400 mm 2 500 mm en bas la moyenne des ann es s ches 1954 1958 et 1983 les isovaleurs vont de 1 400 mm 1 900 mm CALCUL DES LAMES PR CIPIT ES ANNUELLES SUR LE BASSIN DE L OGOOU COMPARAISON ENTRE INTERPOLATION AUTOMATIQUE SPLINE ET INTERPOLATION MANUELLE PAR LA M THODE DES POLYGONES DE THIESSEN Le calcul des pluies moyennes sur le bassin versant de l Ogoou est effectu de deux fa ons diff rentes automatiquement sur la p riode 1951 1980 partir de grilles interpol es suivant des valeurs de pas allant de 0 1 4 soit 40 grilles manuellement par la m thode de Thiessen sur la p riode 1951 1980 MAH et al 1990 Le but de la comparaison est donc d prouver la qualit des valeurs de pluies moyennes annuelles surfaciques calcul es automatiquement par interpolation spline diff rents pas de maillage par rapport aux val
14. effectue une corr lation lin aire entre les s ries spline et Thiessen Le meilleur coeffi cient de corr lation est obtenu pour le pas d interpolation de 1 r 0 886 ainsi que le fait appara tre la figure 8 des carts types r siduels des corr lations Les corr lations donnent des r sultats assez proches jusqu au pas de 1 70 apr s lequel les relations sont de moins en moins bonne qualit Les valeurs spline retenir sont donc celles calcul es au pas de 1 La corr lation entre les valeurs de Thiessen et celles de spline au pas de 1 fait appara tre fig 9 qu aucune valeur ne s carte de l intervalle de confiance 95 et que les corr lations sont bonnes pour les valeurs extr mes X 1000 1809 1608 1400 1600 1800 20090 22900 PLUTES ANNUELLES THIESSEN MM ECARTS TYPES RESIDUELS PLUIES ANNUELLES SPLINE 1 DEG MM FIG 9 Corr lation lin aire entre les pluies annuelles calcul es par la m thode de Thiessen sur le bassin versant de l Ogoou en abscisse PAS DE MAILLAGE EN D GRES et celles calcul es par m thode spline au pas Fic 8 carts types r siduels en ordonn e dels en ordonn e Tes intervalles de conhance an ve Ss 99 et 95 tiret figurent de la corr lation lin aire entre les s ries 3 gt de 80 valeurs annuelles 1951 1980 de pluies autour de la droite de r gression trait plein en pe si y 0 779x 370 r 0 886 r 78
15. eurs obtenues l aide d une m thode manuelle largement utilis e On ne peut en revanche ne tirer que peu d enseignements de cette comparaison en ce qui concerne une meilleure approche des valeurs absolues de pr cipitations Nous allons analyser les corr lations entre les valeurs de Thiessen et les valeurs spline pour chaque pas de maillage et consid rer comme le meilleur pas de maillage celui pour lequel on obtient le meilleur pas de corr lation 174 Hydrol continent vol 9 n 2 1994 169 180 Cha ne de traitement pluviom trique FIG 1 Fond de carte g ographique r alis l aide du logiciel GARTOVL On y voit les l ments extraits d un fond de carte mondial a AY LIN c tes cours d eau et fronti res FT NS ainsi que les contours du bassin versant 4 nn H de l Ogoou Lambar n 9 10 i 12 3 4 15 pr alablement num ris s EBOLOWA SANGMELIMA a Eaki q FOUGAMOU 0 H MANEGA MOUYANAMA one MOUILA 10 14 9 10 1 12 3 14 15 Fic 3 Isohy tes moyennes interannuelles Fic 2 Stations pluviom triques utilis es pour le calcul sur le bassin versant de l Ogoou pour la p riode automatique des pluies annuelles sur le bassin versant de l Ogoou 1951 1989 calcul es par interpolation spline au pas de 1 Hydrol continent vol 9 n 2 1994 169 180 175 1951 1969 9 il 13 15 Fic 4 fsohy tes moyennes
16. ion This chain integrates several func tions as quality control of raw data statistical computation reconstruction of missing values calculation of means in time and space interpolation etc and cartography Finally the results of manual and automatic computation of annual precipitation are compared over the Ogoou River catchment at Lambar n station From 1951 to 1989 both methods gave very similar results KEYWORDS Rainfall Numerical process Interpolation Spline Automatic cartography Ogoou River basin Gabon INTRODUCTION Plusieurs logiciels de traitement de l information pluviom trique ont t r alis s au cours des derni res ann es par les hydrologues de l Orstom Des passerelles entre ces logiciels ont galement t d velopp es afin de r aliser une cha ne de traitement pluviom trique accessible tout non informaticien Cette cha ne de traitement ne met en uvre que des logiciels d velopp s l Orstom en particulier au Laboratoire d hydrologie de Montpellier Dans ce qui suit et apr s une description succincte des logiciels utilis s nous donnons un aper u des potentialit s de traite 1 Orstom Mali B P S4 Bamako Mali 2 Orstom Laboratoire d hydrologie B P 5045 34032 Montpellier Cedex France Hydrol continent vol 9 n 2 1994 169 180 169 G MAH F DELCLAUX A CRESPF ment de cette cha ne travers un exemple la description des variation
17. ments et repr sentativit r gionale des postes Pour ce calcul des pluies annuelles la reconstitution des valeurs manquantes a t effectu e partir des valeurs mensuelles Pour les valeurs annuelles manquantes restantes la re constitution a t effectu e en proportion des coefficients de Thiessen aux stations correspondantes multipli s par les valeurs de pluies moyennes chaque station ramen es la p riode 1951 1980 et enfin pond r s par le coefficient de pluie annuelle rapport pluie annuelle pluie moyenne tir des stations op rationnelles CAMEROUN nme GUI NEE MINVOUL s 0 037 EQUATORIALE tettit ttes D MEDouNEu I yetar PS LD 41 0 614 gt a e SANALVA XAV A 3s Echelle 1 4 000 000 an oan Sn E o 50 100 km D apr s LERIQUE FIC 6 Polygones de Thiessen pour le bassin versant de lOgoou Lambar n et valeurs des coefficients associ s chaque station d apr s MAH ef al 1990 et LERIQUE para tre Hydrol continent vol 9 n 2 1994 169 180 177 C MAH F DELCLAUX CRESPY Calcul des pluies annuelles partir de l interpolation spline On effectue le calcul des grilles de pluie par interpolation spline partir du jeu de donn es de pluies annuelles aux stations observ es Le choix du pas de maillage distance entre deux points interpol s joue un r le pr pond rant dans la nature des r sultats de l interpola
18. ne ann e la moyenne annuelle calcul e sur plusieurs ann es ou p riodes s par es dans le temps la moyenne annuelle calcul e sur une p riode comprise entre deux ann es Mais ce fichier afr f12 contient les pluies de toutes les stations du Cameroun du Congo et du Gabon Pour sim plifier le traitement et acc l rer les proc dures de calcul qui vont suivre il est pr f rable de limiter le nombre de stations que l on va utiliser celles qui sont r ellement n cessaires pour d terminer les pluies sur le bassin versant de l Ogoou Pour ce faire on utilise le logiciel STATIONS qui permet de modifier les limites g ographiques d un fichier pr alablement mis au format 12 Dans notre cas on circonscrit le fichier entre les coordonn es 3 N et 4 S et 10 E et 15 E Le nouveau fichier appel ogo f12 contient l identification des stations comprises dans les nouvelles limites g ographiques ainsi que les valeurs annuelles ou annuelles moyennes pour chaque station et v nement INTERPOLATION SPATIALE Avant de passer la visualisation des isohy tes il est n cessaire d interpoler les donn es et de cr er un fichier de type grille Si on d sire une interpolation par krigeage on utilisera les modules vario et krige de SPATIAL Si non on utilisera le module pline lequel permet une interpolation par fonction spline Le principal n est pas ici de chercher la meilleure m thode d interpolation adapt e notre
19. ouveau fichier spatio temporel calcul de valeurs moyennes sur des surfaces ferm es de contour irr gulier Module vario choix du type de variogramme par v nement ou climatologique calcul et visualisation du variogramme exp rimental ajustement visualisation et comparaison d un mod le th orique avec les courbes exp rimentales Module krige interpolation et calcul de valeurs aux n uds d une grille r guli re partir d un fichier spatio temporel par la fonction krigeage L interpolation se fait apr s d finition des param tres d un mod le de variogramme reconstitution de valeurs manquantes en des points et archivage dans un nouveau fichier spatio temporel calcul de valeurs moyennes sur des surfaces ferm es de contour irr gulier ou r gulier grille circulaire rec tangulaire CARTOVL Logiciel de trac d isovaleurs de valeurs moyennes et de fonds cartographiques BERLAND 1987 CRESPY et al 1991 Cartographie gestion de fichiers cartographiques et de leurs attributs graphiques superposition visualisation et restitution des fonds de cartes saisis Isovaleurs 2D gestion de fichier grille g n r par SPATTAL saisie annulation gestion du type de repr sentation des v nements soit un par un soit plusieurs simultan ment format timbre poste choix des v nements traiter et visualiser caract risation globale ou individuelle de
20. r le Laboratoire d hydrologie de Montpellier Apr s extraction de la banque des donn es pluviom triques concernant les trois tats int ress s les donn es pluviom triques sont trait es sous PLUVIOM Parmi les fonctions de PLUVIOM on choisit de g n rer le fichier ASCII des pluies annuelles afr obs On peut galement par PLUVIOM revenir aux donn es jour nali res pour juger de l opportunit de compl ter certaines valeurs manquantes Ce fichier des donn es annuelles afr obs est pr vu pour tre directement lisible par MVR M thode du Vecteur R gional Gr ce ce logiciel et apr s un travail de r gionalisation en secteurs climatiques r unissant des stations soumises des conditions climatiques proches on peut critiquer les donn es et les stations et reconstituer les valeurs annuelles manquantes par intercorr lations avec les stations voisines Apr s passage dans MVR ou directement en sortie de PLUVIOM si les donn es sont sans lacune et fiables on g n re un fichier de pluies annuelles contenant des valeurs observ es et reconstitu es que nous appellerons afr rec L utilisation de FTS permet la transformation de afr rec en afr f12 fichier au format FTS12 fichier spatio temporel standard Cette op ration s accompagne d un traitement suppl mentaire la d finition des v nements ceux ci peuvent correspondre 172 Hydrol continent vol 9 n 2 1994 169 180 Cha ne de traitement pluviom trique u
21. r un ensemble de pas allant de 0 1 1 5 environ les valeurs de pluie moyenne interannuelle varient peu autour de 1 780 1 795 mm soit entre 25 et 40 mm en dessous de la valeur de Thiessen Pour les pas sup rieurs non seulement les valeurs spline sont souvent tr s loign es de la valeur de Thies sen mais en plus les minima et maxima sont tr s exag r s La diff rence de 25 40 mm en moins pour les valeurs spline par rapport celles de Thiessen pourrait s expliquer par le fait que dans le sud du bassin se trouve une r gion montagneuse le Chaillu fig 6 o les postes enregistrent les pluies les plus fortes du bassin L exag ration lo cale des surfaces concern es par ces pluies plus fortes est plus importante dans le cas de Thiessen PLUVIOMETRIE MOYENNE 51 80 236 CALCUL SPLINE mm o t 2000 0 O 1900 p 1848 00 Moyenne erreur standard Moyenne 51 80 thiessen 1822 1800 Moyenne erreur standard 1797 1700 1650 1 5 10 15 2p 25 30 35 40 PAS DE MAILLAGE degr s Fic 7 Moyennes interannuelles sur la p riode 1951 1980 des s ries de pluies calcul es par interpolation automatique suivant la m thode spline pour les 40 pas d interpolation de 0 1 4 0 et comparaison par rapport la moyenne interannuelle calcul e par la m thode de Thiessen 178 Hydrol continent vol 9 n 2 1994 169 180 Cha ne de traitement pluviom trique Corr lations Pour chaque pas on
22. s v nements s lec tionn s choix des isovaleurs attributs graphiques des isolignes superposition avec un fond cartographique visualisation et restitution des isolignes Valeurs moyennes gestion de fichier valeurs moyennes g n r par SPATIAL saisie annulation gestion du type de repr sentation des v nements soit un par un soit plusieurs Huet format timbre poste gt Hydrol continent vol 9 n 2 1994 169 180 171 G MAH F DELCLAUX A CRESPF choix d une visualisation par valeur ou par classe de valeurs choix des v nements traiter et visualiser caract risation globale ou individuelle des v nements s lec tionn s attributs graphiques des zones superposition avec un fond cartographique visualisation et restitution des valeurs moyennes ACA Logiciel d acquisition et num risation de cartes DELCLAUX 1992 gestion et test de la connexion d une tablette digitaliser caract risation du document cartographique et choix du type de digitalisation point contour digitalisation et archivage dans fichier standard FTS LEICA Logiciel d extraction interactif pour la cartographie DELGLAUX LAWIRA 1988 extraction multicrit re de fonds de cartes continent fen tre g ographique rivi res fronti res c tes les lacs r solution DELGLAUX et al 1992 visualisation et restitution archivage dans fichiers c
23. s pluvieux donn e de base cumul de la lame d eau au pas de 5 mn chaque station archivage des donn es issues d un r seau de pluviographes cr ation d une banque d finition des caract ristiques des stations archivage d une p riode de mesures restitution des donn es par v nement spatio temporel en fichiers standard FTS tableurs micro MVR Mise en uvre de la m thode du Vecteur R gional pour la critique l homog n isation et la synth se de donn es plurviom triques HEZ 1977 BRUNET MORET 1979 Hez et al 1986 L H TE 1985 1987 et 1990 GCOCHONNEAU et al 1992 administration de donn es cr ation ou mise jour visualisation constitution de r gions constitution du vecteur r gional partir des donn es appartenant une r gion critique des donn es brutes ponctuelles par comparaison avec les valeurs synth tiques d finies par le vec teur r gional exploitation du vecteur trac d isohy tes laboration de donn es homog n is es reconstitution de valeurs manquantes par rapport au vecteur r gional SPATIAL Logiciel de traitement de donn es spatialis es POUGET 1987 SCHNEIDER 1990 THAUVIN 1992 Module spline interpolation et calcul de valeurs aux n uds d une grille r guli re partir d un fichier spatio temporel par la fonction spline reconstitution de valeurs manquantes en des points et archivage dans un n
24. s pluviom triques interannuelles sur le bassin versant de l Ogoou la station de Lambar n Gabon d une surface de 203 500 km sur la p riode 1951 1980 LES LOGICIELS LE CONTEXTE DE R ALISATION Les programmes composant la cha ne de traitement ont t r alis s pour r pondre aux besoins suivants g rer les donn es pluviom triques critiquer et homog n iser les chronologies de pluie traiter ces donn es sous leur aspect spatio temporel g ostatistique cartographier les champs de pluie Sans doute certains de ces besoins pouvaient ils tre r solus par ailleurs Cependant l objectif tait double disposer d outils de calcul et de visualisation adapt s au caract re particulier des s ries de donn es hydrolo giques spatialis es et prenant en compte des structures de donn es sp cifiques ma triser la nature et l implantation des algorithmes de calcul notamment en g ostatistique afin de faire voluer les applications en fonction des besoins des utilisateurs Cette cha ne de traitement a donc t con ue dans la double perspective de la mise disposition d un outil op rationnel pour l utilisateur et d un outil de recherche pour le g ostatisticien L ENVIRONNEMENT INFORMATIQUE Le d veloppement de ces logiciels d marr en 1985 s est effectu dans deux environnements station de tra vail sous Unix et compatible PG sous MS DOS Le tableau I montre comment se
25. tion On proc de donc des interpolations pour des pas de maillage allant de 0 1 4 et on obtient 40 grilles de valeurs Il faut noter que les stations utilis es pour m thode de Thies sen sont identiques celles utilis es pour la m thode spline quelques exceptions pr s Pour spline on a utilis quelques stations suppl mentaires principalement la p riph rie du bassin Le calcul des pluies annuelles sur le bassin est effectu automatiquement en faisant la moyenne des valeurs aux n uds de grille se trouvant l int rieur de la surface num ris e du bassin versant On obtient de cette fa on 40 s ries de pluies annuelles de 1951 1980 que nous allons comparer avec la s rie obtenue par la m thode de Thiessen Comparaison des s ries de pluies annuelles spline et Thiessen Moyennes interannuelles La figure 7 pr sente les valeurs moyennes interannuelles de pluie sur la p riode 1951 1980 en fonction du pas de maillage La valeur moyenne obtenue par Thiessen est 1 822 mm l erreur standard 26 mm Bien que plusieurs valeurs spline se rapprochent de cet intervalle seules deux valeurs y sont contenues pour 0 8 et 3 8 de pas consid rer les moyennes interannuelles il ne ressort pas de pas de maillage singulier pour lequel la s rie de valeurs interpol es pr sente des caract ristiques statistiques particuli rement proches de celles obtenues avec la s rie de Thiessen On observe plut t que pou
26. vailler en sous zones de densit s diff rentes Le fi chier grille interpol est appel 020 f15 type fts15 directement lisible par CARTOVL ACQUISITION DES FONDS DE CARTES Afin d enrichir la repr sentation des isohy tes nous cr ons un fond de carte contenant les informations g ogra phiques de la r gion c tes fronti res et rivi res et num risons les contours du bassin versant de l Ogoou pour permettre le calcul des pluies moyennes sur le bassin L extraction du fond de carte est g r e par LEICA qui produit des fichiers cartographiques au format FTS91 partir d un fond de carte mondial Les coordonn es aux limites de la zone extraire sont choisies identiques ou l g rement sup rieures celles utilis es dans STATIONS Il est conseill de cr er trois fichiers cartographiques avec LEICA qu on pourra ainsi g rer s par ment dans CARTOVL un fichier des c tes cogo f91 un fichier des fronti res fogo f91 un fichier des rivi res rogo f91 La num risation des contours du bassin versant de l Ogoou peut s effectuer partir de n importe quelle carte cette num risation n cessite une table num riser l acquisition du contour tant g r e par le logiciel ACA Le fichier du contour irr gulier ferm ainsi obtenu bvogo f91 est directement mis au format FTS91 CALCUL DE VALEURS MOYENNES SPATIALES Il est possible de calculer automatiquement les pluies moyennes sur le bassin versant
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