Cartographie de la pollution de l'air : une nouvelle approche basée sur la télédétection et les bases de données géographiques. Application à la ville de Strasbourg

Anthony Ung (1) , Thierry Ranchin (1) , Lucien Wald (2) , Christiane Weber (3) , Jacky Hirsch (3) , Gilles Perron (4) , Joseph Kleinpeter (4)

1 CEP - Centre Énergétique et Procédés
2 CEP/Sophia
3 IV - Image et ville
4 ASPA - Association pour la Surveillance et l'Etude de la Pollution Atmosphérique en Alsace

La qualité de l'air dans les villes est devenue une préoccupation majeure en France, en Europe et dans le monde. Les villes concentrent la majorité des populations et des sources de pollution. Elles sont un objet d'étude privilégié pour l'évaluation des polluants. En France toutes les villes de plus de 100 000 habitants doivent être équipées d'un réseau de surveillance de la qualité de l'air. Les coûts d'installation, d'entretien et de gestion de ces réseaux sont importants et limitent le nombre de stations de mesures installées. A partir de ces quelques points de mesures, des cartes de concentration en polluants sont générées de manière routinière par des méthodes d'interpolation et d'extrapolation, comme les plaques minces ou les méthodes basées sur le krigeage. Les résultats dépendent grandement du nombre de mesures. Basée sur une approche multi-sources, cet article présente une méthodologie pour la cartographie des concentrations de polluants. Cette méthodologie s'appuie sur la définition de pseudostations et de stations virtuelles de mesures à l'aide d'images satellitaires et d'une base de données géographiques. Les pseudostations sont des lieux de la ville présentant des caractéristiques spatiale, structurales, morphologiques et des signatures spectrales similaires aux emplacements des stations de mesures réelles. Les signatures spectrales similaires à celles des stations réelles sont recherchées dans une série d'images Landsat. Puis des indices morphologiques calculés à partir de la base de données géographiques BD TOPO(R) sont utilisés pour restreindre le nombre de pseudostations. Ces pseudostations sont alors utilisées pour déterminer les stations virtuelles qui permettent d'affecter une concentration de polluants en ce point de la ville. La densification du nombre de points de mesures (réels et virtuels) permet de calculer une nouvelle cartographie des concentrations de polluants. Une illustration partielle de cette méthodologie est proposée pour la ville de Strasbourg. Une campagne de mesures utilisant des moyens de mesures mobiles en juin 2002 fournira les moyens de valider l'approche.

Domaines: Sciences de l'environnement; Sciences de l'Homme et Société; Géographie; Sciences de l'ingénieur [physics]; Traitement du signal et de l'image [eess.SP]; Informatique [cs]; Traitement du signal et de l'image [eess.SP]

Anthony Ung, Thierry Ranchin, Lucien Wald, Christiane Weber, Jacky Hirsch, et al.. Cartographie de la pollution de l'air : une nouvelle approche basée sur la télédétection et les bases de données géographiques. Application à la ville de Strasbourg. 6ème Journées CASSINI 2002 du GDR CASSINI-SIGMA, Sep 2002, Brest, France. pp.315-336. ⟨hal-00465564⟩