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Hydrologie

La boîte à outils Hydrology répond à une question : où va l’eau ? À partir d’un modèle numérique de terrain, elle détermine dans quelle direction chaque cellule s’écoule, quelle quantité d’eau s’accumule en chemin, où se trouvent les cours d’eau et quelle surface alimente un point donné.

Ses 97 outils proviennent de la suite d’analyse Whitebox et s’exécutent entièrement dans votre navigateur. Presque tous prennent en entrée un modèle numérique de terrain raster, que vous chargez avec Add Data comme n’importe quelle autre couche.

Les outils d’hydrologie sont faits pour être enchaînés, et l’ordre compte ici plus que partout ailleurs dans le panneau. Calculer une accumulation de flux sur un modèle numérique de terrain brut donne un réseau de drainage morcelé, inutilisable.

  1. Conditionnez le modèle numérique de terrain. Les MNT réels contiennent des cuvettes et des creux fermés, quelques-uns réels, la plupart des artefacts. L’eau qui les atteint n’a nulle part où aller, et les algorithmes s’y arrêtent. Corriger cela est le rôle de Dépressions et stockage.
  2. Calculez les écoulements. Calculez un raster de pointeurs indiquant vers où s’écoule chaque cellule, puis un raster d’accumulation de flux qui compte combien de cellules s’écoulent à travers chacune. C’est le rôle de la sous-boîte à outils Écoulement.
  3. Extrayez les cours d’eau. Appliquez un seuil au raster d’accumulation pour obtenir les chenaux, puis nettoyez-les et vectorisez-les. Voir Cours d’eau : extraction du réseau.
  4. Délimitez les bassins. Placez vos exutoires, accrochez-les au réseau, et obtenez la surface qui se draine vers chacun. Voir Bassins versants.

En chemin, Indices hydrologiques et Cours d’eau : hiérarchisation transforment ces rasters intermédiaires en mesures lisibles, comme les indices d’humidité et l’ordre de Strahler.

Sous-boîte à outilsÀ quoi elle sertOutils
GeoLibreExtraire et délimiter les dépressions et les buttes imbriquées, avec le moteur GeoLibre.3
Dépressions et stockageConditionner le MNT : combler les dépressions ou y ouvrir des brèches, graver les cours d’eau, mesurer le stockage.18
ÉcoulementPointeurs et accumulation de flux, en D8, D infini, FD8, Rho8 et autres.23
Indices hydrologiquesHumidité, puissance des cours d’eau et indices topographiques associés.14
Cours d’eau : analyse longitudinaleProfils et distances le long d’un chenal.5
Cours d’eau : extraction du réseauExtraire, élaguer, réparer et vectoriser le réseau de chenaux.8
Cours d’eau : hiérarchisationStrahler, Shreve, Horton et autres systèmes de hiérarchisation.14
Bassins versantsBassins versants, sous-bassins, versants et accrochage des exutoires.12

Votre MNT détermine tout. La résolution fixe le plus petit chenal que vous pouvez détecter, et la précision verticale décide si un creux est une vraie mare ou du bruit. Un MNT mondial à 30 mètres ne vous donnera pas le réseau de fossés d’une exploitation agricole.

Conservez les rasters intermédiaires. Les rasters de pointeurs et d’accumulation servent d’entrée à la plupart des outils suivants. Chaque exécution ajoute son résultat comme nouvelle couche : nommez-les au fur et à mesure, et votre chaîne de traitement reste lisible.

La taille compte ici. Tout le calcul se fait dans la mémoire de votre navigateur. Un MNT national n’y tiendra pas. Découpez d’abord sur votre bassin versant, et si l’entrée provient d’un gros fichier, ne chargez que la zone dont vous avez besoin.

Ces outils proviennent de WhiteboxTools, du professeur John Lindsay, de l’université de Guelph, dont le manuel documente les algorithmes et cite les travaux de recherche sur lesquels ils reposent.