Blogue de la géomatique du MSP

Prévention des inondations printanières : 100e carte de glace pour l’hiver 2013

Auteur : gign02

Depuis 2008, le Ministère de la Sécurité Publique du Québec (MSP), en collaboration avec Sécurité Publique Canada (SPC) et les travaux effectués par l’équipe de recherche en télédétection de l’INRS-ETE, utilise la puissance des images du satellite canadien Radarsat 1 et 2 pour faire un suivi précis, rapide et efficace des rivières sujettes à des inondations printanières. Cette année, le MSP a traité plus d’une centaine d’images radar afin d’assurer une surveillance accrue et protéger la population du Québec !

Suivant la vague des données ouvertes dans le concept de gouvernement ouvert, le service Web cartographique (WMS) des cartes de glace de rivière sont désormais disponibles à la population. Pour y accéder, rendez-vous sur le site http://www.donnees.gouv.qc.ca/ et dans l’application G.O.LOC des données ouvertes pour visualiser les dernières cartes de glace. Une fiche descriptive sur comment accéder au service web et la nature de la métadonnée concernant les cartes de glace est également disponible ici.

En effet, chaque année, lors de la fonte au printemps ou encore d’un redoux durant l’hiver, plusieurs tronçons de rivière sont à risque de causer des débordements pouvant engendrer de graves dommages matériels et poser un danger pour la santé et la sécurité de la population. Ces cas sont souvent aggravés par la formation d’embâcles qui sont principalement causés par l’amoncellement de blocs de glace, coincés les uns sur les autres ou contre certaines réalités physiques du lit de la rivière, et qui viennent à stopper l’écoulement normal de l’eau. C’est alors que la rivière peut sortir de son lit. Le suivi des glaces de rivière est également important dans les domaines de la surveillance maritime, la gestion des catastrophes, la surveillance environnementale, la gestion des ressources ainsi que les différentes activités de cartographie.

Suite aux essais du printemps 2008, le MSP a dressé une liste des rivières à surveiller et a assuré sa complète autonomie opérationnelle dans la production de cartes de glace. Depuis, des requêtes planifiées sont faites chaque année par le centre des opérations gouvernementales du MSP auprès de Sécurité publique Canada et de l’Agence spatiale canadienne pour obtenir à temps des images Radarsat de haute qualité. L’image radar présente de nombreux avantages pour l’étude du territoire à grande échelle : Sensible aux variations d’humidité et de texture, disponible peu importe les conditions météorologiques et capable de couvrir de grandes surfaces avec une bonne répétitivité temporelle.

L’interface GO-Collaboration (application web permettant la conférence en temps-réel autour d’une carte) intégrant l’outil de visualisation G.O.LOC avec les cartes de glace est utilisée comme élément central lors d’une réunion de coordination entre le MSP et ses partenaires.

Outil de visualisation pour les intervenants et la légende d'hiver reliée au statut de la glace

Grâce aux recherches effectuées par l’INRS-ETE, les caractéristiques de chaque type de glace scientifiquement discernable sont désormais bien connues. C’est là que débute le travail de cartographie. Au départ, quelques corrections doivent être apportées à l’image pour supprimer les distorsions causées par le capteur du satellite. On nomme cette étape orthorectification. Ensuite, un découpage est effectué pour ne conserver que les secteurs d’étude (ici, les rivières et leurs tronçons). Cela permet d’alléger le traitement et d’augmenter la précision de ce dernier. L’INRS-ETE, lors du projet FRASIL, a étudié le comportement du signal radar en lien avec les différents types de glace et a pu développer un algorithme de reconnaissance pour les identifier automatiquement par un traitement informatique. Ce dernier parvient à séparer en 9 classes distinctes chaque pixel de l’image radar. Néanmoins, l’œil humain ne peut analyser instinctivement les variations parfois subtiles entre chacune d’elles. Certaines classes sont donc fusionnées, jusqu’à créer un total de 5 classes finales (voir la fiche descriptive sur le site données ouvertes pour des détails sur les différentes légendes et leur contexte).

Observation terrain avec tablette

Cette opération est dépendante des conditions météorologiques du moment de l’acquisition de l’image. En effet, le reclassement des 9 classes d’origine ne sera pas le même au printemps (lorsque la glace fond) ou durant l’hiver (alors que la glace se consolide). À cet instant, les processus informatiques sont terminés et l’analyste entre en jeu. C’est l’expert qui étudie le résultat de la carte et qui détermine, en communiquant avec les différents partenaires, les interventions qui doivent ou ne doivent pas avoir lieu afin de réduire au maximum les risques d’embâcle, ou de les gérer au meilleur de leurs capacités. Ces interventions vont de l’augmentation de la surveillance sur le tronçon de rivière jusqu’à la segmentation d’une portion de glace afin de réduire la taille des blocs qui s’en détacheront, réduisant les risques d’embâcle.

Affaiblissement des glaces

Par les années passées, la plupart des étapes informatiques demandaient l’intervention d’un analyste, ainsi qu’une quantité importante de temps de traitement. Depuis l’hiver 2013, suite aux travaux d’un stagiaire de l’Université de Sherbrooke engagé par le MSP, le passage à une plate forme plus efficace (sans interface graphique) et l’automatisation de plusieurs tâches ont permis de faire passer le temps de production d’une carte de glace de près de 3 heures à moins de 45 minutes (pour les cas les plus lourds). L’utilisation d’outils de pointe dans le domaine de la géomatique a également permis d’améliorer les communications entre les différents intervenants, ainsi que la précision des opérations sur le terrain. Cela engendre d’appréciables économies en énergie, en temps et en argent pour le gouvernement.

Malgré la grande précision du processus, ce dernier reste sujet à certaines erreurs. En effet, comme la plupart des traitements sont désormais automatisés, il arrive parfois que certaines incongruités locales se produisent. C'est pour remédier à ce problème que sont mis à profit les intervenants se trouvant près des lieux d'étude. Utilisant la technologie des tablettes numériques qui sera offerte bientôt aux conseillers en sécurité civile, ces derniers pourront désormais confirmer ou corriger l'information produite par la carte en se rendant sur place. Cette procédure permet également de raffiner au fil du temps l'algorithme qui génère la carte de glace à la base.
Cartes de glace de la rivière Saint-François

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