Analyse des données et cartographie automatique : application aux principales variables climatiques du versant méditerranéen du Maghreb - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1998

Data analysis end Automatic mapping : application to the principal climatic variables of the mediterranean side of the Maghreb

Analyse des données et cartographie automatique : application aux principales variables climatiques du versant méditerranéen du Maghreb

Gourguen Davtian

Résumé

This work is a constituent part of the LAGUNIS project of the AVICENNE program, financed by the European Community. It concerns essentially the spatialization of the climatic parameters allowing to evaluate the flows that pollute the Mediterranean sea, and to determinate the potentialities of purification through lagooning. The extent of the field of research and the large number of the information sources necessitated a great attention to the data quality and reliability. Several statistical methods have been used to point out the anomalies in the data series and to set up a homogeneous database. The climatic data are too few in terms of space and we have valorised them through the different available morphometrical fields. The first step was then the building of a Digital Elevation Model (D.E.M.) at a range of 2x2 km, and its validation. The study of the daily rainfalls gives a global modelisation in shape of stochastic generator of rainfalls. It allows the estimation of the flows and respects the periods of dry and rainy sequences that are absolutely necessary to evaluate the potential pollution load. The parameters of this generator working on a daily basis could be regionalized from such simple pluviometrical parameters as the yearly mean rainfall. We have showed that the monthly and yearly rainfalls were distributed according to “normal root” law of distribution. The adapted punctually parameters show a close connection between the elevation and the geographical position of the stations. So, the geostatistical analysis only concerns the rainfalls that are unexplained by these factors. Then, the phenomenon may easily be “kriged”, since the residues are stationary in the order two. To the “kriged” residues we only have to add the influence of the elevation and the geographical position to obtain maps in accordance with the punctual observations and the rules of evolution with the elevation .We have drawn twelve maps of the monthly mean rainfalls and one map of the yearly mean rainfalls. We also give the principles of their frequencial evolutions. The efficiency of the lagooning and then the dimensioning of the lagoons depend on the pollution load but also on the temperature and on the evapotranpiration. With the same process using several geographic parameters we have drawn isotherm maps for each month of the year and made a study of their frequencies. To evaluate the Potential EvapoTranpiration (ETP), we show that, from measures of the grounds, Penmann’s formula is the most representative. Although some parameters, rarely available, are necessary, we show that it’s possible to obtain reliable estimations of Penmann’s ETP from the temperatures only, on condition we also take into consideration the season and the geographical position. So, the teachings that can be drawn from this research are first of all methodological: valorisation and statistical analysis of climatic data, stochastic generation of daily rainfalls, “rain-relief” and “temperature-relief” modelling, simplified regional estimation of Penmann’s ETP; secondly, practical teachings: building of a digital elevation model and derived maps (slops, aspects…), elaboration of charts of rainfalls, temperatures and potential evapotranpiration at monthly and yearly ranges.
Ce travail est une des constituantes du projet LAGUNIS du programme AVICENNE financé par la Communauté Européenne. Il porte essentiellement sur la spatialisation des paramètres climatiques permettant d'évaluer les flux polluants à la Méditerranée et de déterminer les potentialités d'assainissement par lagunage. L'étendue du domaine d'étude et la multiplication des sources d'information a nécessité une grande vigilance sur la qualité et la fiabilité des données. Plusieurs méthodes statistiques ont été utilisées pour mettre en évidence les anomalies dans les séries de données et pour constituer une base de données homogène. L'information climatique est toujours trop rare spatialement et nous l'avons valorisée à travers les différents champs morphométriques disponibles. La première étape a donc été la construction d’un Modèle Numérique d’Altitudes (M.N.A.) de maille 2x2 km et sa validation. L'étude des précipitations journalières a abouti à une modélisation globale sous la forme d’un générateur stochastique d'averse. Il permet l'estimation des débits et respecte les durées des séquences sèches et pluvieuses indispensables pour l'estimation de la charge polluante mobilisable. Les paramètres de ce générateur fonctionnant à l'échelle journalière ont pu être régionalisés à partir de paramètres pluviométriques simples comme la pluie moyenne interannuelle. Nous avons montré que les pluies mensuelles et annuelles étaient distribuées selon des lois de distribution "racine-normale". Les paramètres calés ponctuellement montrent une relation assez étroite avec le relief et la position géographique des stations. L'analyse géostatistique ne porte alors que sur la part des précipitations non-expliquée par ces facteurs. Le phénomène peut alors être "krigé" aisément puisque les résidus sont stationnaires d'ordre deux. Aux résidus "krigés" il suffit de rajouter l'influence du relief et de la position géographique pour obtenir des cartes conformes aux observations ponctuelles et aux règles d'évolution avec le relief. Nous avons établi douze cartes des précipitations moyennes mensuelles et une carte des précipitations moyennes interannuelles. Nous donnons également les principes de leurs évolutions fréquentielles. Le rendement du lagunage, et donc le dimensionnement des lagunes, dépend de la charge mais aussi des températures et des évapotranspirations. Avec la même démarche faisant intervenir différents paramètres géographiques, nous avons établi des cartes isothermes des différents mois de l'année et fait leur étude fréquentielle. Pour évaluer l'EvapoTranspiration Potentielle, nous montrons à partir de mesures de terrains que la formule de Penman est la plus représentative. Elle nécessite cependant la connaissance de paramètres rarement disponibles et nous montrons qu'il est possible d'obtenir des estimations fiables de l'ETP Penman à partir des seules températures, sous réserve de prendre en compte également la saison et la position géographique. Les enseignements qui se dégagent de cette recherche sont donc avant tout d’ordre méthodologique : valorisation et analyse statistique des données climatiques, génération stochastique des pluies journalières, modélisation "pluie-relief" et "température-relief", estimation régionale simplifiée de l'ETP Penman ; et d’ordre pratique : construction d’un Modèle Numérique d’Altitudes et de cartes dérivées (pentes, expositions...), élaboration de cartes des pluies, des températures et des évapotranspirations potentielles aux échelles mensuelle et annuelle
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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Dates et versions

tel-03083898 , version 1 (19-12-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03083898 , version 1

Citer

Gourguen Davtian. Analyse des données et cartographie automatique : application aux principales variables climatiques du versant méditerranéen du Maghreb. Géographie. Universite de Nice Sophia-Antipolis (UNS), 1998. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03083898⟩

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