Structure-from-Motion photogrammetry for high-resolution coastal and fluvial geomorphic surveys

International audiencePhotogrammetry is an old remote sensing technique that has undergone significant new developments related to the emergence of new computer vision algorithms, notably the workflow technique called Structure-from-Motion (SfM photogrammetry). These innovations facilitate the utilization of this technique by non-specialists. SfM photogrammetry now enables the production of high-resolution morphometric 3D models and derived products such as digital surface models (DSMs) and orthophotographs. We conducted three SfM-photogrammetric experiments, in French Guiana on an embayed beach in Cayenne and on a small mudflat sector of a coastal mud bank near the Sinnamary estuary, and finally in the French southern Alps on a section of the braided Bach River near Sisteron. We developed a simple field protocol based on subvertical aerial photography from a microlight aircraft at low altitude (1000 feet). We generated DSMs and the other products with user-friendly Agisoft Photoscan Professional (c) software. These SfM implementations were aimed at highlighting the subtle morphological variations characterising these features and some of the processes involved in morphological change. The DSMs were produced at a resolution of 5 to 10 cm per pixel and had a mean vertical accuracy less than 10 cm compared to the Real-Time Kinematic Differential Global Positioning System (RTK-DGPS) control points, with a maximum of 20 cm in marginal sectors near high vegetation such as trees and shrubs and on wet surfaces dose to water-filled channels or in the lower intertidal zone. Low-cost, user-friendly SfM photogrammetry offers interesting new perspectives in the fields of coastal and fluvial geomorphology requiring high-resolution topographic data. The technique combines the advantages of the reproducibility of GPS topographic surveys and the high density and accuracy of airborne LIDAR, but at very advantageous cost compared to the latter.La photogrammétrie est une technique ancienne de télédétection qui connaît des développements significatifs liés à l’émergence des algorithmes de vision assistée par ordinateur, comme la technique nommée « Structure-from-Motion » (photogrammétrie SfM). Ces innovations facilitent l’utilisation de cette technique par des non-spécialistes. La photogrammétrie SfM permet aujourd’hui la production de modèles morphométriques haute résolution et de leurs produits dérivés comme des modèles numériques de surface (MNS) et des orthophotographies. Nous avons effectué trois expérimentations de photogrammétrie SfM : en Guyane française sur une plage de baie à Cayenne et sur un étroit secteur d’une vasière intertidale associée à un banc de vase près de l’estuaire du fleuve Sinnamary, puis dans les Alpes du Sud sur une section de la rivière en tresse du Buëch près de Sisteron. Nous avons développé un protocole de terrain accessible basé sur des photographies aériennes sub-verticales à partir d’un aéronef ultra léger motorisé (ULM) volant à basse altitude (1000 pieds). Nous avons généré les MNS et les autres produits dérivés à l’aide du logiciel Agisoft Photoscan Professional ©. Ces applications de la technique de photogrammétrie SfM ont pour objectif de souligner les variations morphologiques fines caractérisant les objets d’étude ainsi que les processus morphogènes. Les MNS ont été produits avec une résolution de 5 à 10 cm par pixel et ont une précision verticale moyenne inférieure à 10 cm au regard des points de contrôle levés à l’aide du GPS différentiel cinématique (i.e. RTK-DGPS), avec un maximum de 20 cm dans certains secteurs marginaux près de la végétation haute avec des arbustes et des arbres et sur les surfaces humides près de chenaux actifs ou dans la zone intertidale. Peu coûteuse et facile d’utilisation, la technique de photogrammétrie SfM offre des perspectives novatrices dans les champs de la géomorphologie côtière et fluviale requérant des données topographiques haute résolution. Cette technique combine les avantages de la reproductibilité des levés topographiques GPS et la haute densité et la précision des données issues du LIDAR aéroporté, mais à coût très avantageux comparé à ce dernier

Les ports dans l'espace méditerranéen antique : Narbonne et les systèmes portuaires fluvio-lagunaires

International audienceL’histoire géomorphologique de la plaine du delta du Rhône ainsi que la contribution de la variation du niveau marin relatif à son évolution depuis environ 6000 ans étant connues, les relations entre occupation du territoire et contraintes naturelles peuvent être évaluées. La question du nombre et de la localisation des embouchures, élément essentiel pour la navigation commerciale vers ou depuis Arles, a aussi été résolue grâce à des approches croisées géomorphologiques, archéologiques et historiques. Trois bras sont actifs sur le delta du Rhône depuis les environs du changement d’ère jusqu’au Moyen Âge. Sur les rives du Rhône, dans la traversée d’Arles, l’aménagement des berges conduit à une simplification des milieux et à une réduction de la largeur du chenal. Cela entraîne une augmentation des dynamiques, une hausse de la compétence du fleuve et très probablement des débordements auxquels s’ajoute, au tournant de l’ère, une activité hydrologique importante reconnue en aval sur le delta. Sur le littoral, le port de Fos-sur-Mer/Saint-Gervais, les sites d’embouchure, comme le port de l’Antiquité tardive d’Ulmet ou le grau de la branche d’Ostium Metapinum (branche centrale), sont soumis au double effet de la mobilité latérale du littoral et de la mobilitéverticale du plan d’eau. Le site de Fos/Saint-Gervais doit faire face successivement à l’avancée littorale à l’ouest de la pointe Saint-Gervais durant l’Antiquité, à l’érosion à l’est, ainsi que très probablement aux effets de l’élévation du plan d’eau. Le site de l’Estagnon a révélé d’abord des aménagements d’assainissement alors que, par la suite, la montée des niveaux phréatiques conduira probablement à leur abandon. Malgré cela le port de Fos/Saint-Gervais perdure.Plus labile, le port fluvio-estuarien d’Ulmet connaît une durée de vie assez brève. Le colmatage, d’abord lent dans l’Antiquité, s’accélère durant l’Antiquité tardive. Les effets de l’élévation du plan d’eau contribuent à la submersion et à l’enfouissement des structures

Ports fluviaux, ports lagunaires du Rhône et son delta durant l'Antiquité. Mobilité environnementale et dynamiques géomorphologiques comme contraintes à l'aménagement (ports d'Arles, Fos/Saint-Gervais, Ulmet)

International audiencePorts fluviaux, ports lagunaires du Rhône et son delta durant l'Antiquité Mobilité environnementale et dynamiques géomorphologiques comme contraintes à l'aménagement (ports d'Arles, Fos/Saint-Gervais, Ulmet)

Measurements of elevations and absolute ages of Mid- to Late Holocene coral microatolls from French Polynesia

Supplement to: Hallmann, N et al. (2018): Ice volume and climate changes from a 6000 year sea-level record in French Polynesia. Nature Communications, 9(1), https://doi.org/10.1038/s41467-017-02695-

Uranium/Thorium isotopic composition of various mid-late Holocene features collected from twelve islands in French Polynesia.

PANGAEAUranium/Thorium isotopic composition of 165 samples from various mid-late Holocene features, such as in situ Porites microatolls, in situ reef Bats, conglomerates and reworked reef blocks, collected from twelve islands in French Polynesia. Recommendations of Dutton et al. (2017) were followed for the presentation of U/Th age data. For each parameter, the Orst column contains the value and the second column the statistical error. All statistical errors are two standard deviations of the mean (2σ mean). All samples have been corrected for initial 230Th by using a 230Th/232Th activity ratio of 0.66 ± 0.2 (Fietzke et al., 2005). Non-reported data consist of 230Th/232Th ratios which became negative due to background corrections. 238U concentrations are not corrected for the background

Characteristics, elevations and ages of various mid-late Holocene features collected from twelve islands in French Polynesia

Characteristics, elevations and ages of 165 samples from various mid-late Holocene features, such as in situ Porites microatolls, in situ reef flats, conglomerates and reworked reef blocks, collected from twelve islands in French Polynesia. This table complements the database on which the mid-late Holocene sea-level curve has been initially reconstructed (Hallmann et al., 2018). Δ modern-fossil represents the difference in elevation between modern and Holocene microatolls at the same study site and in a similar environment (maximum vertical error is of ± 2 cm). NGPF = altimetric reference of French Polynesia. The elevations have been corrected for subsidence based on rates of 0.14 mm/yr for Moorea, 0.05 mm/yr for Bora Bora and Tahaa as well as 0.03 mm/yr for Maupiti, the Gambier Islands and Raivavae. Error values for ages and elevations are 2-sigma. Uncertainties for measured elevations related to NGPF are ± 14 cm for samples from Bora Bora, Maupiti, Raivavae, Tikehau and the Gambier Islands; ± 22 cm for samples from Fakarava, Hao, Makemo, Manihi, Moorea, Rangiroa and Tahaa. Uncertainties for estimated elevations are ± 10 cm for Δ modern-fossil and ± 22 cm for NGPF elevations